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三安光电总经理林科闯:碳化硅产业前景广阔 电动汽车引擎启动_中证网

吴科任 中国证券报·中证网

  碳化硅作为一种新型的宽禁带半导体材料,功率密度和效率优势明显,叠加市场价格下探,正让其在电动汽车、光伏等新能源领域的应用快速增长。

  因为起步早、布局完整、技术领先、产能充足,三安光电的碳化硅业务迎来高成长契机。“公司的产能规模位居全球同业上游水平,规模优势突出,在促进产品转型中发挥着重要作用,并通过垂直整合产业链来加强这一优势。”日前,三安光电副董事长、总经理林科闯在接受中国证券报记者专访时表示,三安光电已在化合物半导体领域深耕二十多年,公司致力于成为全球碳化硅产业的领导者。

  目前,三安光电碳化硅衬底产品良率水平居国内前列,且稳步提升。公司将继续提升技术优势,并通过战略合作与市场布局双管齐下,抢占碳化硅产业竞争高地。一方面,与意法半导体的战略合作,加深了三安光电在碳化硅领域的技术积累,也打开了更广阔的国际市场。另一方面,三安光电正在力争不断缩短研发与终端用户的距离,以性能、技术领先性去引领市场,推动汽车芯片迈向国际标准。

湖南三安碳化硅超级工厂一期项目。 公司供图

  增长动能涌现

  产业发展环境良好

  全球碳化硅产业高速增长,国际大厂展望积极。英飞凌预计,2024财年其碳化硅业务收入将增长50%至7.5亿欧元;安森美2023年碳化硅业务收入超8亿美元,预计2024年全球碳化硅市场增速为20%-30%,而其将以市场增速的2倍增长;意法半导体2023年碳化硅业务收入达11.4亿美元,预计其2025年碳化硅业务收入将突破20亿美元。

  林科闯表示,政府对新材料产业的大力支持,以及全球市场对高性能半导体材料的需求旺盛,为国内碳化硅产业提供了良好的发展环境。

  凭借出色的材料特性,碳化硅正在国内电力电子、射频等下游应用领域加速“出圈”,渗透率不断走高。根据第三方市场研究公司Yole预测,全球碳化硅功率器件市场规模将从2022年的17.94亿美元增至2028年的89.06亿美元,年均复合增长率达31%。

  新能源汽车市场的持续扩大,以及800V高压快充等新技术的推广应用,已成为驱动碳化硅产业高速发展的关键动能。“碳化硅功率器件及模块可实现更快的充电速度、更长的续航里程以及更高的能效比。”林科闯说,相较于传统硅基器件,碳化硅功率器件及模块具有更高的饱和电子迁移率和击穿电压,这意味着碳化硅功率器件及模块能在更高的电压和电流下工作,从而实现更高的效率。

  在800V高压状态下,应用碳化硅功率器件电驱比同等硅基IGBT器件电驱能效增长3%-5%,碳化硅可以在高频状态下稳定工作,实现更快的开关频率(约为IGBT的5倍到10倍),开关损耗降低超75%;综合续航里程提升6%-8%。目前,碳化硅功率器件及模块在一辆电动汽车中的价值约为1500美元至2000美元,覆盖主驱逆变器、电动压缩机、车载充电机等应用。

  碳化硅功率器件及模块正加速从高端产品向下渗透。“现在售价为20万元以上的800V电动汽车,碳化硅功率器件渗透率约为一半,可以全驱配置,或只配置主驱。对于售价在20万元以下的电动汽车,碳化硅功率器件渗透率快速提升,整车配置只是时间问题。”林科闯说,产品的加速应用将带来规模效应,形成成本降低、售价降低、应用进一步扩大的良性循环。

  在光伏、储能等可再生能源领域,碳化硅也正大展拳脚。业内人士表示,光伏设备的技术趋势是提高功率,减小体积与重量,提高稳定性。从单品看,碳化硅功率器件比硅基器件要贵2倍-3倍。但从系统角度看,碳化硅功率器件的应用使得散热器、电容电感等被动器件减小,而碳化硅功率器件低开关损耗、高频、高压工作的特性,也对逆变器实现光伏发电系统高效、经济和稳定运行提供了更强保障。

  全产业链布局

  技术产能优势强

  三安光电是目前国内碳化硅产业布局最为完整的企业,覆盖长晶、衬底、外延、器件制造(设计、制造、封测)等各环节。纵观海外实力大厂,也几乎采取了全产业链垂直整合策略。“这种垂直整合的模式有助于提高生产效率,确保产品质量,同时增强对供应链的把控性和稳定性。”林科闯说。

  衬底环节价值量最高,占碳化硅功率器件及模块成本超过40%,而且衬底良率的提升将对整体器件良率起到重要作用。由于产业链上下游的高度耦合,芯片良率的提升将带动单晶圆供车量直线上升。“近年来,我们与理想汽车等一线汽车厂商的相继合作,说明了公司深厚的技术积累和全产业链发展策略的正确性,进一步奠定了公司的竞争优势。”林科闯表示,“作为国内碳化硅产业的领军企业,我们见证了国内碳化硅产量的稳步增长,以及技术进步带来的成本下降和良率提升。”

  对行业规律的深刻理解和对技术创新的持续追求,让三安光电化合物半导体业务实现前瞻布局。林科闯介绍,“2014年开始,公司瞄准化合物半导体集成电路产业,并于同年设立厦门三安集成,其业务主要涵盖微波射频、电力电子、光通讯、滤波器等化合物半导体芯片的研发、代工及服务。”

  目前,三安光电碳化硅产能规模居国内前列。公司在湖南长沙建设碳化硅超级工厂,一期工程产能已达6英寸碳化硅晶圆20万片/年,二期工程预计今年上半年贯通。二期达产后,项目合计满产6英寸碳化硅晶圆36万片/年,8英寸碳化硅晶圆48万片/年。

  技术与良率方面,三安光电的8英寸碳化硅产品已批量生产,其中衬底产品良率水平居国内前列且稳步提升。林科闯表示,技术进步和良率提升是降低成本、提高市场竞争力的关键因素。

  战略合作与市场布局方面,三安光电双管齐下。一方面,得益于行业认可,三安光电与意法半导体共同在重庆投资建设8英寸碳化硅外延、芯片代工厂。另一方面,三安光电与新能源汽车领军企业理想汽车成立合资公司,在碳化硅模块上展开合作。“这体现了公司非常注重缩短终端与研发的距离,推动产品迈向标准化,通过产品性能、技术领先去引领市场。”林科闯表示。

  在林科闯看来,既重视上游供应链合作,又紧密联系终端客户的双向策略,将使三安光电能够更好地把握市场脉搏,在推动公司稳健发展的同时,也将为整个半导体产业的进步与新能源汽车产业的成长作出贡献。

  成长因素汇聚

  拓宽碳化硅应用范围

  目前,三安光电碳化硅产品已广泛应用于光伏、储能、新能源汽车、充电桩等领域。在新能源汽车产业,用户有理想汽车、比亚迪、联电、威迈斯、汇川、英搏尔、富特等;在光伏领域,用户包括阳光电源、古瑞瓦特、锦浪、固德威、上能等;电源用户则包括台达、维谛、长城、欧陆通、科华、英威腾等一线厂商;工业领域则涵盖了格力、美的、视源、斯达、士兰微、英飞特等著名厂商。

  分析人士认为,多国陆续推进“双碳”战略,并且给出禁产燃油车的时间表,也将直接利好以碳化硅为代表的第三代半导体材料。林科闯表示,产业发展趋势愈发清晰,对企业而言开拓客户挑战越大。“碳化硅的技术路径十分明朗。未来,我们希望通过与汽车制造商、技术合作伙伴以及供应链伙伴的紧密合作,助力新能源汽车产业实现更环保、更高效、更节能的发展目标。”

  他进一步表示,三安光电正紧紧围绕“横向外延,纵向整合”的战略,持续调整产业结构,加大第二曲线的业务增长和盈利能力,实现进一步强化LED产业的纵深发展和第三代半导体产业的飞跃式成长。

  林科闯表示,成功不会给予“躺平”的人。随着全球人工智能化进一步升级,AI应用扩展,将极大地驱动半导体应用市场回暖,但只有做足了功课,只有准备好的人才能成为行业的佼佼者。在射频和光通讯板块,公司将聚焦数据通讯、光学感测、激光雷达等核心增长引擎,加强团队建设,迅速迭代产品推市场。在LED业务板块,三安Micro LED将加快扩产,加速实现规模效益;同时在车规级LED、植物照明、激光、紫外等着眼技术突破,加快商业化进程,抢占制高点。公司将充分发挥自身在Micro LED的技术优势,加速构筑细分市场的先发优势。

  聚焦到碳化硅业务方面,林科闯表示,携手意法半导体,使公司向打造专业的国际化碳化硅晶圆代工厂的目标迈出了坚实的一步。继在日本、德国、美国设立研发机构后,公司在新加坡设立了研发机构,为加速“出海”构建了坚实的“护城河”。未来,碳化硅板块将围绕车规级应用开发,加快碳化硅MOSFET的技术迭代,推动产品性能升级,并迅速扩充和布局国际市场。

  三安光电将继续扩大产能,特别是在8英寸碳化硅衬底和外延片,以满足日益增长的市场需求。同时,公司将继续加大碳化硅材料和器件研发的投入,降低成本,以满足新能源汽车市场对高性能碳化硅功率器件的不断增长的需求,并加快探索碳化硅在光伏、储能、充电桩等领域的应用,拓宽产品应用范围。此外,公司还将继续寻求与国际先进企业的合作机会,通过技术交流和市场合作,提升自身的国际竞争力。


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