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体育平台天博:降本增需正当时碳化硅迎来需求期这5股位于产业前沿
2022-09-19 13:35:29 | 来源:天博体育官网app 作者:天博体育官网welcome

  前言:前面在《碳化硅系列一》中我重点聊了聊碳化硅的细分赛道和产业链情况,看完那篇的话可以对碳化硅行业的一些情况进行一些大致的了解,本篇再从行业现状和行业前景等角度补充介绍一下碳化硅行业。

  重申下,所有的内容来自于公开的渠道(不是所有的公开渠道大家都能接触到),如果有涉及商业利益的,请联系本人调整。

  SiC衬底处于行业上游,1970年代SiC单晶生长方法取得突破,1990年代SiC衬底实现产业化。SiC衬底本身具有较高的成本。SiC外延材料和SiC基电力电子器件性能及其可靠性仍然受到衬底结晶缺陷、表面加工质量的制约。晶圆生长过程中易出现材料的基面位错,以致 SiC 器件可靠性下降。另一方面,晶圆生长难度导致SiC材料价格昂贵,想要大规模得到应用仍需一段时期的技术改进。

  相比于硅基 IGBT ,SiC MOS 具有更低的导通损耗、更低的开关损耗、无 Si 器件的电流拖尾显现、高开关频率等优点,还有利于提高光伏逆变器使用寿命。

  从碳化硅成本降低的角度看,假设碳化硅成本每年降低 10%,预计到 2025 年左右碳化硅成本有望降到目前硅基 IGBT 成本的 2 倍,同时考虑光伏发电各方面技术的提升,届时采用碳化硅方案有望在 2-3 年左右回本,如果同时考虑碳化硅在空间、散热、功率密度对系统整体成本的优化,渗透进展有望加速。

  工艺难点包括但不限于掺杂工艺、欧姆接触、封装材料的耐温性等,目前国内暂时只有时代电气、新洁能、华润微、瞻芯电子、基本半导体、世纪金光、泰科天润等少数几家公司推出SiC MOSFET 产品。以掺杂工艺由为例,于 SiC 材料具有牢固而稳定的 Si-C 化合键,扩散温度需要达到 2000℃左右才能够获得合理的扩散系数,而此时 SiC 材料本身也会面临不稳定因素,因此 SiC 材料很难通过热扩散方法实现掺杂,而需要采用高温离子注入工艺来完成掺杂。

  第三代半导体材料是信息产业、5G 通讯、等重点战略领域的核心材料,近年来,我国出台一系列半导体产业鼓励规划,以推动以碳化硅为代表的第三代半导体材料发展。《战略性新兴产业分类(2018)》分类,碳化硅晶体与晶片属于“1.2.3高性能和关键电子材料制造”和“3.4.3.1 半导体晶体制造”,为我国重点鼓励、扶持的战略性新兴产业。

  SiC 行业是技术密集型行业,对研发人员操作经验、资金投入有较高要求。国际半导体公司研发早于国内公司数十年,提前完成了技术积累工作。国内企业存在人才匮乏、技术水平较低的困难,制约了半导体行业的产业化进程发展。碳化硅行业整体处于产业化初期,我国企业与海外企业的差距相对较小。受益于我国 5G 通讯、新能源等新兴产业的技术水平、产业化规模的世界领先地位,国内碳化硅器件巨大的应用市场空间驱动上游半导体行业快速发展,国内碳化硅厂商具有自身优势。

  多个国际大厂已经布局了 SiC 模块,如英飞凌、安森美、富士电机等国际大厂已经实现了规模化应用,国内阳光电源也在 2014 年推出第一款采用 SiC MOSFET 器件的光伏逆变器,并于 2017 年规模化应用。在国内光伏逆变器的市场占有率不断提升,碳化硅器件势必将优先使用国产替代,国产碳化硅市场迎来新的历史机遇。

  此外SiC 功率器件在光伏发电应用中,具有缩小系统体积、增加功率密度、延长器件使用寿命、降低生产成本等诸多优势,预计会逐渐取代硅基器件。我国光伏发电市场持续维持高景气度,光伏平价上网进一步释放逆变器需求。据产业调研,预计2023 年下半年是导入碳化硅的小高潮,目前碳化硅在光伏中的渗透率是 2%,2025 年碳化硅在光伏逆变器领域的渗透率有望达 30%-50%。

  储能装机量逐年提升,带动储能逆变器需求增长。我国新增储能装机容量在 2025 年有望达到 87GWh,2021 年-2025 年复合增长率可达 76%,储能装机量的逐年提升,带动储能逆变器的需求增长。根据锦浪科技 2020 年年报,2020 年全球储能逆变器需求达到 4.5GW 左右,保持 20%以上的增速增长,2022 年全球储能逆变器出货量将达到7.1GW。储能逆变器的价值量高于光伏逆变器,储能逆变器市场未来有望为 SiC 打开增量市场空间。

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