近期，三安光電拿下38億碳化硅大單，結合此前理想和三安聯手布局碳化硅的舉措，可以很明顯看到，在新能源汽車快速放量下，碳化硅也迎來它的新時代。

需求端：新能源大勢所趨，碳化硅加速“上車”

2021年以來，以中國為代表的新能源乘用車市場像開了掛一般，呈現出前所未有的火爆走勢，從其節節攀升的市場滲透率上可以明顯感受到。

圖表：2015-2022年全球及中國新能源汽車銷量

資料來源：Wind、芯八哥整理

新能源汽車作為碳化硅器件件最大的下游應用市場，受益于終端需求驅動，根據Yole數據顯示，2021年全球碳化硅功率器件市場規模約10.9億美元，其中汽車用碳化硅市場規模達6.9億美元，占比達63%。隨著碳化硅在新能源汽車滲透率快速提升，其市場規模也將不斷擴大。

圖表：2021-2027年全球碳化硅器件市場規模情況

資料來源：Yole、芯八哥整理

具體看，SiC功率器件在新能源汽車中主要應用于主驅逆變器、OBC、DC/DC車載電源轉換器和大功率DC/DC充電器領域。隨著未來800V電壓平臺推出，在大功率，大電流條件下減少損耗、增大效率和減小器件尺寸，電機控制器的主驅逆變器將不可避免從硅基IGBT替換為SiC基MOS模塊，存量替代市場空間巨大。

資料來源：Yole、芯八哥整理

從頭部主機廠的動態來看，自2018年特斯拉在Model 3上規模化使用ST的碳化硅模組以來，行業龍頭的引領作用下，至2020年比亞迪的漢EV、2021年蔚來的ET5/7先后開始引入碳化硅功率器件，今年包括小鵬、現代、通用及奔馳等一批汽車主機廠逐漸規劃碳化硅產品的“上車”，行業迎來發黃金展期。

資料來源：芯八哥整理

供給端：海外大廠主導，國產供應鏈快速發展

從整體市場布局看，目前碳化硅器件尤其是車用碳化硅功率器件市場主要由海外大廠掌控，包括ST（意法半導體）、Wolfspeed（科銳）、Infineon（英飛凌）、ROHM（羅姆）及ONSemi（安森美）等頭部IDM廠商深耕車用市場多年，跨足上游材料長晶到加工器件等產業鏈各環節，與各大車企及Tier1廠商合作緊密，市場優勢明顯。

圖表：2021年全球車規級碳化硅器件企業占比

資料來源：Yole、芯八哥整理

以ST為例，其通過率先打入特斯拉供應鏈，目前在車規級碳化硅模塊應用市場占比約37%；Infineon依托其在車規級功率器件方面的技術積淀，近兩年市占率快速提升；比較具有代表性的廠商中，以ONSemi為例，其看好并積極“押注”車規級碳化硅產品，2021年通過收購襯底供應商GTAT，搭建了從碳化硅晶錠、襯底、器件生產到模塊封裝的垂直整合模式，建立了自己獨特的競爭優勢。

國產廠商方面，車用SiC功率器件供應商主要有三安光電、比亞迪半導體、斯達半導、聞泰科技及基本半導體等集芯片設計、制造、封測為一體的IDM廠商，但由于技術積淀、起步較晚等多方面原因，其在在整體車規級市場占比較少。近年來，可以看到國內碳化硅IDM廠商也逐漸向集團式整合制造的結構發展，持續完善垂直整合布局，加大加大研發投入、擴產，不斷強化競爭力。

從企業上車情況來看，ST重點以特斯拉為主，產能供不應求；Infineon通過與大眾、現代及國內小鵬等車企合作，市場份額快速增長；Wolfspeed主要以上游襯底擴產為主，器件布局為輔；ROHM和ONSemi加大產業鏈布局，成效顯著；比亞迪半導體依托母公司需求，以自用為主，發展迅速；三安光電產線逐漸建成，產品處于規模送樣驗證階段；泰科天潤、斯達半導體及基本半導體等受限于良率及材料方面限制，尚處于起量階段。

資料來源：芯八哥整理

Tier1方面，以博世、博格華納及大陸集團為代表頭部廠商積極擴大在碳化硅產品市場布局，800V高壓平臺是Tier1較為關注的熱點。

資料來源：芯八哥整理

綜上，與國外大廠相比，國內車用碳化硅功率器件發展相對緩慢，市場占有率明顯偏低。作為全球最大的新能源汽車市場，長期看國內碳化硅器件本土化需求具有很大的發展空間，隨著國產廠商碳化硅材料技術不斷取得突破，以及芯片結構及模塊封裝工藝趨于成熟，頭部廠商在車用碳化硅市場發展潛力巨大。

大勢預判：碳化硅國產化未來發展的挑戰與機會

從今年1-9月資本市場融資情況來看，碳化硅等第三方半導體、功率器件應用等投資熱度居高不下，二級市場的相關碳化硅概念股也持續升溫，行業發展具備良好的天時地利人和。

圖表：資本市場聚焦功率器件、AI等細分賽道

資料來源：Wind、芯八哥整理

相對而言，和其他差距較大的芯片對比看，國內在碳化硅、氮化鎵等第三代半導體與頭部廠商站有望在同一起跑線上的機會。當然，我們也應該看到，在專利布局、技術代差、量產水平、良率及應用穩定性等方面，國產廠商還有較長的路要走。

資料來源：芯八哥整理

北京大學教授、寬禁帶半導體研究中心主任沈波曾提出，包括ST、Infineon及ROHM等碳化硅模塊都已通過車規級認證，產品逐漸走向規模化生產和應用。反觀國內，主要量產應用的產品仍以碳化硅二極管為主，車規級碳化硅MOSFET、IGBT等估計到明年才能實現小批量量產，大規模上量有待觀察。

國內領先的碳化硅器件廠商泰科天潤曾提到，在碳化硅器件方面，國產碳化硅二極管基本上水平和國外差距不大，但碳化硅MOSFET國內外差距還是有至少1-2代的差距；可靠性方面，國內廠家需要在推廣市場的過程中逐步積累相關經驗；產業鏈方面，國外廠家針對碳化硅的材料優勢，相關匹配的產業鏈都做了對應的優化設計，使之能更加契合的體現碳化硅的材料優勢。總的來看，國內該領域仍處于后發追趕階段。

從筆者的角度來看，在國內外新能源（汽車、光伏及儲能等）產業的快速發展驅動下，尤其是車規級類應用，國內外碳化硅IDM廠商都在積極擴大產能，未來2-3年車規級碳化硅仍處于供不應求階段。現階段，國內碳化硅器件廠商具備較好的發展“紅利”期，未來幾年內加快車規產品認證、整合上下游供應鏈、提升批量制造能力和良率，這將是關系到國產廠商是否有機會取得“質變”發展的關鍵。