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新能源领域碳化硅极具优势,巨头企业纷纷入局抢占机遇?

  日期:2022-06-16 15:15:42  浏览量:84   移动端
导读:近日,深圳基本半导体有限公司完成C2轮融资,本轮融资由广汽资本、润峡招赢、蓝海华腾(300484)等机构联合投资。2021年9月,基本

近日,深圳基本半导体有限公司完成C2轮融资,本轮融资由广汽资本、润峡招赢、蓝海华腾(300484)等机构联合投资。2021年9月,基本半导体完成C1轮融资,由松禾资本等机构联合投资。




据了解,本轮融资将用于进一步推动碳化硅功率器件的研发进度以及制造基地的建设,着力加强在新能源汽车及光伏发电领域的市场拓展,确保基本半导体在国产碳化硅器件领域的领先地位。




当前,碳化硅赛道进入黄金发展期,各大头部车企都在积极布局碳化硅功率器件量产上车,碳化硅在光伏发电等新能源领域的市场渗透率也在不断攀升。




在汽车应用方面,基本半导体于2018年开始布局汽车级碳化硅模块研发和制造,成功推出了Pcore?6、Pcore?2、Pcell?三个系列产品。2021年通线的汽车级碳化硅功率模块封装产线已进入量产阶段,未来年产能将达到400万只模块,可有力支持车企实现电机控制器从硅到碳化硅的替代,显著提升整车效率,降低制造和使用成本,目前产品已获得多个车型的定点。




基本半导体董事长汪之涵博士表示,“在新一轮战略投资机构的大力加持下,基本半导体将继续紧锣密鼓地推进产业链关键环节的建设,完善海内外双循环供应链格局,加速碳化硅功率器件在新能源汽车、新能源发电等领域实现更多应用,携手合作伙伴为实现国家“双碳”战略目标贡献创新力量。”




1、敢吃螃蟹的意法半导体




如今,碳化硅“上车”已成为新能源汽车产业难以绕开的话题,而这要归功于搭载意法半导体碳化硅器件的特斯拉Model 3的问世,使诸多半导体企业在碳化硅上“卷”了起来。




2021年9月,特斯拉宣布旗舰车型Model 3将搭载意法半导体的碳化硅功率器件,此举奠定了碳化硅“上车”的里程碑。意法半导体作为第一个吃螃蟹的占尽先机,成为当前碳化硅功率器件市场的主要玩家。




据Yole数据显示,意法半导体2021年碳化硅的市占率为37%,全球**。意法半导体之所以能够到达碳化硅功率市场“一哥”的地位,就不得不提到其与特斯拉的天作之合了。




在自动驾驶刚刚兴起之时,意法半导体相比老对手英伟达、英特尔和瑞萨而言,完全不在一个量级,在汽车功率半导体领域也比不过老对手英飞凌。此时的意法半导体急需一条出路,使其能够在前景大好的新能源汽车市场中占有一席之地。




正当所有新能源汽车供应链上厂商都将注意力放在电机和电池的攻坚克难时,意法半导体对碳化硅多年的研究终于派上了用场。经过无数次的实验和检测,他们的碳化硅功率器件成功达到了车规级。此刻,意法半导体意识到,碳化硅器件是他们打入新能源汽车市场的绝佳机遇。




当务之急是找到愿意尝试的车企合作。毕竟碳化硅上车还未开先河,对于车企来说,安全永远是第一位的,大多数车企对于更换器件或器件供应商都十分谨慎。而且碳化硅功率器件的价格相较于硅基功率器件,高出的不是一星半点,用量还大,车企的不支持,让意法半导体十分头疼。




就在此时,特斯拉CEO马斯克站了出来。意法半导体也拿出了足够的诚意,虽然当时碳化硅功率器件和硅功率器件的成本差距在10倍以上,意法半导体为特斯拉供应的第一批碳化硅功率器件却没有比IGBT昂贵很多。




一个敢卖,一个敢用——两个“胆子足够大”的人“一拍即合”,首辆搭载碳化硅功率器件的新能源汽车Model 3横空出世。




据了解,搭载意法半导体的碳化硅 MOSFET 模组,也使得特斯拉的逆变器效率从Model S的82%提升至Model 3的90%,并降低了传导和开关损耗,实现了续航能力的提升。而宁可亏本也要开拓市场的意法半导体,成为了在碳化硅功率器件市场中“第一个吃螃蟹的人”,牢牢掌握住了市场的主导权。




意法半导体与赛米控合作,在下一代电动汽车驱动系统中集成碳化硅功率技术




意法半导体近期财报数据显示,截至2022财年第一季度,公司的碳化硅产品已经在75个客户的98个项目中送样测试,其中工业应用和电动汽车应用各占一半。




同时,意法宣布在2022财年第一季度签署了多项合作协议, 包括与德国模块大厂赛米控签署了一项为期4年的技术合作,共同开发针对电动汽车的eMPACK功率模块。该模块已被一家德国整车厂选用,合同金额在10亿欧元左右。意法半导体预计,2022年来自碳化硅产品的营收在7亿美元左右,而这一数字在2024年将达到10亿美元。




此外,意法半导体在车用碳化硅器件领域依旧继续争做“第一人”。2021年 7月,意法半导体宣布,在瑞典北雪平工厂成功制造出了全球第一批200mm(8英寸)碳化硅晶圆,这些晶圆将用于生产下一代电力电子芯片的产品原型。而这也挑起了芯片巨头们在8英寸碳化硅领域的激烈竞争。




2、英飞凌彻底坐不住了




在意法半导体牢牢把握着碳化硅功率器件市场的同时,老对手英飞凌也不甘寂寞,对车规碳化硅市场虎视眈眈。




英飞凌在2021年以工业应用为基础进入主逆变器业务,在碳化硅方面的收入实现了126%的增长,占据了21%的市场份额,仅次于意法半导体,势头凶猛。作为全球功率器件的绝对龙头,英飞凌向来艳压群雄。意法半导体在车规级碳化硅领域的异军突起,让英飞凌彻底坐不住了。




据了解,英飞凌早在1992年就开始了对碳化硅的研究,2001年就推出了全球首个碳化硅二极管。2019年,英飞凌发布了1200V的车规级碳化硅MOSFET。在2021年的虚拟PCIM贸易展上,英飞凌推出了一款利用其CoolSiC MOSFET技术的新型汽车电源模块-HybridPACK Drive全桥模块,具有1200V的阻断电压,为电动汽车(EV)的牵引逆变器进行了优化。




可以说,英飞凌在碳化硅方面的研究不仅不慢,甚至一度比意法半导体还要快。尽管错失了碳化硅“上车”先机,但英飞凌的车企客户朋友圈依旧极其丰富。既然意法半导体和特斯拉已经向全球车企证明了碳化硅的安全性没有问题,英飞凌只要向客户提供碳化硅功率器件就可以抢占市场。




“有些客户根本不想谈论硅。”英飞凌碳化硅业务副总裁Peter Friedrichs在APEC 2022上表示,英飞凌目前正在向3000多家客户销售碳化硅MOSFET和其他功率器件。




英飞凌今年还宣布将为中国整车厂的电动汽车逆变器和车载充电机应用提供产品,合同总金额达到上亿欧元。目前已有的碳化硅订单就可使今年碳化硅产品的收入翻倍,冲击3亿欧元。英飞凌计划到本世纪20年代中期,将碳化硅功率半导体的销售额提升至10亿美元。




英飞凌在车规级碳化硅的营收能力如此强劲,原因在于和意法半导体采用了不同的方式,英飞凌CEO Jochen Hanebeck表示,碳化硅带来的毛利润率高于车规产品事业部和工业产品事业部的平均值,是非常重要的收入来源。英飞凌的半包沟槽结构是业界为数不多能够量产上车的碳化硅沟槽结构设计,让碳化硅产品有资本定位在“高价位高品质”。




英飞凌正在计划扩大宽禁带(碳化硅和氮化镓)半导体的产能,进一步巩固和增强其在功率半导体市场的领导地位。预计将斥资逾20亿欧元,在马来西亚居林工厂建造第三个厂区。建成之后,新厂区将用于生产碳化硅和氮化镓功率半导体产品,每年可为英飞凌创造20亿欧元的收入。




计划今年6月施工,2024年下半年开始量产。在技术方面,英飞凌通过开发冷裂技术减少晶锭在切割过程中的材料损失,据悉,这一技术预计于2024年完成。




最后




诚然,在新能源汽车上,硅基功率器件具备成本优势,也仍将占据一定市场份额,并与宽禁带半导体器件长期并存。未来,硅基IGBT模块及SiC模块也将成为新能源汽车半导体中的主要应用形式。相对于硅基器件,SiC功率半导体在高工艺、高性能与成本间的平衡,将成为SiC功率器件真正大规模落地的关键核心点。




根据Yole数据,2021-2027年,全球SiC功率器件市场规模将由10.9亿美元增长到62.97亿美元,CAGR为34%;其中电动车用SiC市场规模将由6.85亿美元增长到49.86亿美元,CAGR为39.2%,而电动车(逆变器+OBC+DC/DC转换器)是SiC最大的下游应用,占比由62.8%增长到79.2%,市场份额持续提升。




碳化硅材料性能上限高,与新能源车高度适配;而新能源汽车市场日益火爆,需求释放推动碳化硅市场快速增长。在国产替代的需求和政策刺激下,我们也期待国内的SiC企业能够承担起满足市场需求的重任,迎接SiC“上车”时代的到来。

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