比亞迪加速SiC器件全面替代，中國第三代半導體最新進展到哪了？

（電子發燒友原創 文/章鷹）根據調研機構TrendForce預估，電動車市場2023 年的成長率將達到36.2%，SiC（碳化硅）占功率半導體元件市場比重會從2021 年的4.1%，到2025 年上升至12.4%，而GaN 的占比則將從2021 年的0.5%，在2025 年提升至4.8%。

3月15日，在深圳某論壇上，中國第三代半導體產業技術創新聯盟副秘書長趙靜分享2022年全球半導體產業發展趨勢和中國第三代半導體的最新市場規模和應用進展。

2022年全球半導體亮點：新能源汽車和光伏儲能帶動功率半導體增長

根據Gartner預測，2022年全球半導體收入預計增長1.1%，遠低于2021年的26.3%。世界半導體貿易統計協會（WSTS）數據顯示，受到內存芯片市場急劇縮小所累，2023年全球半導體市場規模將萎縮4.1%到5570億美元。

新能源汽車、光伏儲能應用帶動功率半導體快速增長。未來5年，歐洲地區可再生能源新增裝機容量有望達到上一個5年期增量的兩倍；2022年中國新能源汽車生產705.8萬輛同比增長96.9%，連續8年保持全球第一。

隨著半導體主導的摩爾定律逐漸走向物理極限，同時硅也滿足不了微波射頻、高效功率電子和光電子等新需求快速發展的需要，以化合物半導體材料、特別是第三代半導體為代表的新興需求快速崛起。

國際能源署報告顯示全球清潔能源產業進入快速發展期，越來越多的國家和地區制定了可再生能源發展目標及規劃，加速能源轉型。中國積極推動碳達峰、碳中和目標的實施。在移動通信、新能源汽車、高速列車、智能電網、新型顯示和通信傳感領域第三代半導體可以發揮更大作用。

新能源車加速SiC上車 2026年SiC和GaN功率器件市場規模將達366億

特斯拉Model3/ModelY車型采用了意法半導體的SiC MOSFET模塊，顯著提升車輛續航里程和性能。2020年，比亞迪高端車型“漢”搭載了SiC器件，預計2023年，比亞迪將在旗下的電動車中，實現SiC器件對硅級IGBT器件的全面替代，將整車性能在現有基礎上提升10%。SiC 已逐漸在電動車主驅逆變器中扮演要角，未來隨著電氣架構將往800V邁進，而耐高壓SiC 功率元件預料將成為主驅逆變器標配。

趙靜表示，2022年受到疫情影響，半導體進入下行周期。但是在新能源汽車、光伏、儲能應用的需求增長下，第三代半導體的市場增長超預期。據CASA Research統計，2022年國內SiC、GaN功率器件的市場規模達到105.5億，較上年同比增長48.4%。綜合不同的數據來源，2022年中國SiC、GaN功率器件整體滲透率約在6%左右。
國內第三代半導體進入產業成長期，技術不斷提升，產能不斷釋放，生產體系逐步完善，自主可控能力不斷增強，企業發展迅速。


據CASA Research預測，到2026年，中國SiC、GaN功率器件的市場規模將達到366億元，年復合增長率達到36.5%。其中新能源汽車（含充電設施）是最大的應用場景。2022年新能源汽車市場爆發帶動車用SiC、GaN突破68.5億元，預計到2026年將增長至245億元，年復合增長率達到37.5%。2022年國內新能源汽車市場需求量25萬片6英寸，預計2026年接近100萬片。800V高壓平臺將在2022年至2023年快速上量，加速SiC在車用領域的滲透。
根據中國光伏行業協會數據，2022年中國光伏新增裝機量87.4GW，較上年同比增長59.3%。CASA Research預計，在光伏領域SiC、GaN功率電子市場規模約2.8億。按照2026年滲透率達到15%-23%左右，預計2026年SiC、GaN功率器件的市場規模接近7億元，未來年均增長約25.5%。

微波射頻也是重要的第三代半導體應用市場。據CASA Research統計，2022年國內GaN微波射頻器件市場規模為88.6億元，較上年同比增長20.9%。2022年中國新建5G基站88.7萬個，加上海外出口，帶動無線基礎設施領域的GaN微波射頻市場達50億元。未來隨著毫米波頻段使用許可的發放，中國有望成為全球最大的毫米波市場，GaN微波射頻產品會迎來新的增長點。

趙靜指出，在電動汽車的快速發展帶動下，國產SiC模塊加速應用。以國家電網為例，雄安新區全SiC的電力電子柔性變電站，采用的國網全國產6500V/400A的SiC MOSFET模塊；比亞迪半導體的1200V/1040A SiC模塊在不改變原有模塊封裝尺寸的基礎上將模塊功率大幅度提升了近30%。廣汽埃安自研的“四合一”電驅正式生產下線，采用了SiC逆變器，兼容高低壓平臺；南方電網提出了第四代充電樁產品，采用SiC技術，其充電樁充電峰值效率達96%，充電場站能耗下降11%。國星光電最新推出的SiC功率模塊產品包括NS34m、NS62m等，覆蓋1200V電壓級，20A-80A的電流范圍。