第三代半導體可否為新能源汽車再上一層樓? - 中原博立
第三代半導體可否為新能源汽車再上一層樓?

第三代半導體可否為新能源汽車再上一層樓?

比亞迪(1211)的功率半導體IGBT於2019及2020連續兩年在新能源汽車電機驅動器廠商中全球排名第二,國内廠商中排名第一,僅次於英飛淩(Infineon)。全球IGBT龍頭企業英飛淩曾表示,功率半導體零件在新能源汽車中的價值約為傳統燃油車的5倍以上,是繼電池之外成本第二高的零件,也決定了整車的能源效率。在半導體行業中,一旦發生技術的迭代便會帶來需求非線性增長機會。由於IGBT從第五代開始,性能提升幅度開始下降,最新一代發生技術迭代的時間耗時了8年,這意味著矽基IGBT技術升級空間在縮小,當前的性能已經逼近矽材料本身的天花板,難以滿足當今社會發展對於高頻、高溫、高功率高能效、耐惡劣環境以及輕便小型化的新需求。目前在技術上,第三代半導體材料的SiC (碳化矽)對第一代半導體材料矽基IGBT的優勢較為明顯,因此特別適合應用在新能源車上。

在新能源汽車的相關領域,續航里程和電池裝機量是關鍵,SiC能夠在相同續航里程下,降低電池裝機量和成本,因此可以顯著的提升續航能力。技術層面上,第三代半導體能做到耐高電壓和低損耗,熱導率性能更好;同時,它的重量更小,同樣功率的SiC模塊尺寸可以下降43%,以Tesla Model 3為例,採用SiC晶片為逆變器提高了5至8%效率提升。因此吸引了不同車企作為重點佈局方向。

目前SiC的市場規模比較小,不到1%半導體產值,無法與矽基半導體相比,不過在電動車有很多的應用。我們認為目前阻礙SiC快速被採用的主要原因是因為它有著較高的生產成本,其生產時間是普通矽的6倍,時間成本很高,加上在SiC的生產過程中它的不良率很高,以及其原材料生產也有障礙,導致其價格是同等矽基模組的3至5倍。短期內SiC替代矽基材料會較慢,但隨著新技術成本的不斷下降,替代會續漸推進,但值得一提的是,第三代半導體之間並非完全替代的關係,而是更類似於相互補充,每一代產品之間均有著各自的優勢,僅在部分場景實現對傳統產品的替換。

傅可怡,持證監會持牌人士,博立研究團隊/中原資產管理分析員
執筆之時,博立客戶持有比亞迪(1211)

中原博立

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