进场|为了提升续航，马斯克又引发一场＂造芯＂革命，华为比亚迪已进场( 二 ) 续航|华为|特斯拉|马斯克|器件

“我们注意到，特斯拉2019年推出的Model3已经切换到硅基功率器件，放弃了碳化硅方案，我估计是成本问题。”小鹏汽车副总裁刘明辉博士在接受媒体采访中曾表示。行业人士对于碳化硅器件往往也是“又爱又恨”。
在周贞宏看来，碳化硅等新材料的发展都要关注“两端”。一端是基础材料，另一端是应用端，这两端不打通就无法实现产业化。从整个产业链来看，还是聚焦在如何解决材料的成本问题上。
他指出，碳化硅产能低、成本高，主要是由于其晶体生长过程非常缓慢。传统硅晶圆的制作技术已经非常成熟，原材料只需要加热到1400℃左右就可以熔化，然后再进行一系列操作制成晶圆。而碳化硅的制作过程则要低效很多，需要将原材料加热到2800℃左右，而太阳的温度不过也才5000℃。碳化硅从熔点、导热性、惰性来讲，是一种非常难以制造的材料，到目前为止，长晶成品率不足50%，还有大量的空间要改善。

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碳化硅晶圆/图源：ldworld
与硅相比，在碳化硅晶圆尺寸的迭代上也属于早期阶段。晶圆尺寸就是晶圆的直径值，尺寸往往越大越好，因为这样每块晶圆就能生产更多的芯片，整体的成本才能够得以大幅降低。目前，硅晶圆的主流尺寸已经达到12英寸，正在向下一代18英寸迈进。
而在碳化硅这边，国际上科锐（Cree）、意法半导体等主流厂商已经量产6英寸晶圆，正在进行8英寸的研发，计划最早于2022年量产8英寸晶圆。单片8英寸晶圆芯片虽然产量可达到6英寸的1.8倍，但由于面临着缺陷密度变高等难题，要想达到硅晶圆的生产水平仍相距甚远。
2022年，也被行业视为碳化硅价格下降的重要拐点。
这一年，不仅将迎来8英寸碳化硅晶圆的量产，也是传统车企的高端车型集中投放的一年。刘明辉也曾表示，小鹏汽车希望在2022年、2023年左右，能够推出搭载碳化硅器件的车型。
按照行业标准，碳化硅器件价格只有下降到硅基器件价格的2-3倍，才能被市场广泛接受，下游市场渗透率才能大幅提升。
虽然对于10万级的电动汽车而言，使用碳化硅器件从成本压力上来说仍然不太可能，但是对于30万及以上的主流豪华车型来说，消费者对于续航里程、动力要求都有更高的要求，这也在倒逼车企搭载更大的动力电池，实现更高的电机功率和峰值扭矩，采用碳化硅方案对于整车的极限性能就有着很大帮助。
随着碳化硅8英寸晶圆的量产，电池成本的节省，碳化硅的经济性和性能优势将会充分体现出来。根据海通证券报告，到2025年，碳化硅器件价格有望下降到当前水平的1/4-1/3。
“不应只局限在碳化硅器件本身的成本上，而是应该从整体上来看，其带来的一种系统性成本的下降。”
【 进场|为了提升续航，马斯克又引发一场"造芯"革命，华为比亚迪已进场】意法半导体总裁兼首席技术官Jean-Marc Chery曾算过一笔账，在电动汽车中，碳化硅器件可能会额外增加300美元的前期成本，但总体而言，由于电池成本、电动汽车空间和冷却成本的降低，却节省了2000美元的系统成本。
科锐也曾测算过，碳化硅逆变器能够提升5-10%的续航，节省400-800美元的电池成本（80kWh电池、102美元/kWh），与新增200美元的碳化硅器件成本抵消后，能够实现至少200美元的单车成本下降。
预计到2026年，几乎所有搭载800V动力电池的车型都将采用碳化硅器件。
战国时期的碳化硅，中国的机会来了？
目前，全球碳化硅产业格局呈现了美国、欧洲、日本三足鼎立的态势。美国仍然全球独大，占据全球碳化硅产量的70%-80%，代表公司是科锐；欧洲拥有完整的碳化硅衬底、外延、器件以及应用产业链，代表公司是英飞凌、意法半导体等；日本则在设备和模块开发方面处于领先，以罗姆半导体、三菱电机、富士电机为代表。
这些巨头们都在不断通过扩大产能、合作结盟或兼收并购等方式在碳化硅市场跑马圈地、加速布局。
相比之下，中国的碳化硅产业稍显贫弱，在技术领先度、市场份额占比等方面都较为落后，但并未遭遇“卡脖子”的情况。
以国内外碳化硅晶圆制造技术做对比，2018年，国内的天科合达实现了6英寸碳化硅晶片的量产；2019年10月，美国科锐已经完成了8英寸碳化硅晶圆样品的制备。相比之下，二者在技术代际上的差别并不悬殊。
同时，国内也已经形成了较为完整的碳化硅材料产业链。举例来说，我国衬底企业主要有山东天岳、天科合达、中科钢研节能、世纪金光等，外延片企业主要有瀚天天成、天域半导体、世纪金光等，器件制造方面有厦门三安集成、海威华芯等，IDM企业（指涵盖设计、制造、封装测试等各个环节）主要有泰科天润、中车时代、世纪金光、芯光润泽以及中电科十三所、中电科五十五所等。