SiC碳化硅MOSFET国产化进程显著加速

SiC碳化硅MOSFET国产化进程显著加速

碳化硅(SiC)MOSFET功率器件的国产化进程近年来显著持续加速,这既是技术、市场、政策和产业链协同作用的结果,也将对电力电子行业带来深远的变革。倾佳电子杨茜从以下国产化加速的原因及其带来的行业影响两方面展开分析:

倾佳电子杨茜致力于推动国产SiC碳化硅模块在电力电子应用中全面取代进口IGBT模块,助力电力电子行业自主可控和产业升级!

倾佳电子杨茜咬住SiC碳化硅MOSFET功率器件三个必然,勇立功率半导体器件变革潮头:

倾佳电子杨茜咬住SiC碳化硅MOSFET模块全面取代IGBT模块的必然趋势!

倾佳电子杨茜咬住SiC碳化硅MOSFET单管全面取代IGBT单管的必然趋势!

倾佳电子杨茜咬住650V SiC碳化硅MOSFET单管全面取代SJ超结MOSFET和高压GaN 器件的必然趋势!

一、碳化硅MOSFET国产化加速的核心原因

1. 技术突破与产业链完善

材料与工艺突破:国内企业在SiC衬底、外延生长、器件设计等核心环节取得显著进展。例如,国产6英寸SiC衬底良率和产能提升,天科合达、天岳先进等企业逐步缩小与国际厂商的差距。国内企业在碳化硅衬底制造技术上取得了显著突破。例如,实现了从 4 英寸到 6 英寸甚至 8 英寸衬底的量产,提高了衬底的质量和尺寸,降低了生产成本。同时,衬底的位错密度等关键指标不断优化,为高性能碳化硅 MOSFET 的制造提供了基础。

器件性能提升:国内科研机构和企业(如BASiC基本股份)加大了对碳化硅 MOSFET 器件设计和制造工艺的研发投入,开发出了具有自主知识产权(如BASiC基本股份)的工艺技术和设计方案。通过不断优化器件结构和工艺参数,提高了碳化硅 MOSFET 的性能和良率。国产SiC MOSFET(如BASiC基本股份)的导通电阻(Rds(on))、栅氧可靠性等关键参数接近国际水平,并通过车规级认证(如AEC-Q101),逐步获得市场信任。

IDM模式崛起:企业如BASiC基本股份从Fabless转型为IDM(设计制造一体),自主控制生产流程,提升产品迭代速度和成本控制能力。BASiC基本股份自2017年开始布局车规级SiC碳化硅器件研发和制造,逐步建立起规范严谨的质量管理体系,将质量管理贯穿至设计、开发到客户服务的各业务过程中,保障产品与服务质量。BASiC基本股份分别在深圳、无锡投产车规级SiC碳化硅芯片产线和汽车级SiC碳化硅功率模块专用产线;BASiC基本股份自主研发的汽车级SiC碳化硅功率模块已收获了近20家整车厂和Tier1电控客户的30多个车型定点,是国内第一批SiC碳化硅模块(比如BASiC基本股份)量产上车的头部企业。

2. 成本下降与规模化生产

衬底成本降低:6英寸SiC衬底规模化生产摊薄成本,8英寸衬底研发进一步推动未来成本下降(预计可降20%-35%)。

国产替代价格优势:国产SiC MOSFET(如BASiC基本股份)价格较进口产品低20%-30%,打破国际垄断,加速普及。

3. 政策与市场需求共振

政策支持:专项政策推动技术攻坚。

新能源需求爆发:新能源汽车、光伏/储能、充电桩等领域的爆发式增长驱动需求。例如,SiC器件在电动汽车主驱逆变器中可提升能效5%-10%,并节省电池成本。在光伏逆变器、储能系统等领域,碳化硅 MOSFET 也能够提高系统的效率和可靠性,降低成本。随着这些领域的快速发展,对碳化硅 MOSFET 的需求也不断增长,进一步推动了国产化进程。

高压、高频应用:碳化硅 MOSFET 具有高耐压、高开关速度的特点,能够满足高压、高频应用的需求。在智能电网、高压直流输电等领域,碳化硅 MOSFET 可以用于高压开关设备、直流变压器等,提高系统的性能和可靠性。

新兴领域应用:随着科技的发展,一些新兴领域如 5G 通信、人工智能、物联网等对电力电子设备的性能提出了更高的要求。碳化硅 MOSFET 的高性能特点为这些领域的电力供应和电源管理提供了更好的解决方案,推动了这些新兴领域的发展。

4. 国际环境倒逼国产替代

海外SiC成本过高:国际大厂交货周期长,成本较高,促使国内厂商转向国产供应链。

技术追赶效应:国内企业(如BASiC基本股份)持续坚持自主研发SiC MOSFET和工厂建设,加速SiC MOSFET技术迭代与产能扩张,逐步具备全面替代进口SiC器件的能力。

二、国产化进程对电力电子行业的变革

1. 推动电力电子系统高效化与小型化

SiC MOSFET的高耐压、低损耗特性显著提升系统效率。例如,在光伏逆变器中可将转换效率提升至99%以上,在800V高压快充平台中能耗比硅基IGBT降低60%-80%。

器件小型化降低散热需求,简化系统设计,助力新能源汽车轻量化与续航提升。

2. 加速新能源与电动汽车产业升级

电动汽车:SiC MOSFET在车载充电器(OBC)、主驱逆变器的渗透率预计2028年超60%,推动充电速度(如5分钟续航200公里)和动力性能提升。

光伏与储能:高效逆变器和储能系统降低度电成本,助力“双碳”目标实现。

3. 重塑全球半导体竞争格局

国产替代空间广阔:2023年国内SiC MOSFET国产化率突破40%,未来国产替代潜力巨大。

产业链自主可控:从衬底到模块的全产业链本土化(如BASiC基本股份的驱动芯片与模块集成),减少对外依赖。碳化硅 MOSFET 的发展带动了整个国产电力电子产业链的升级。从上游的碳化硅材料制造到下游的电力电子设备应用,各个环节都在不断进行技术创新和产品升级,提高了整个产业链的附加值和竞争力。

4. 催生新技术应用与商业模式

800V高压平台普及:国产SiC器件(如BASiC基本股份)与车企合作,推动800V快充成为主流,充电效率与续航能力双提升。

模块化与集成化:国产SiC模块(如BASiC基本股份)与驱动电路、散热设计深度融合,降低下游应用门槛,推动工业电源、5G基站等领域创新。

总结

碳化硅MOSFET的国产化进程是技术、成本、政策和市场需求共同驱动的结果。其普及将推动电力电子行业向高效、高集成度方向升级,加速新能源汽车、可再生能源等关键领域的技术迭代,并重塑全球半导体产业格局。碳化硅 MOSFET 功率器件国产化进程的加快,使得国内企业(如BASiC基本股份)在市场中的份额逐渐增加,加速了国产替代的进程。国内企业凭借成本优势和本地化服务优势,能够更好地满足国内市场的需求,对国外企业形成了有力的竞争。未来,随着8英寸衬底量产和沟槽型器件技术突破,国产SiC MOSFET(如BASiC基本股份)将在全球竞争中占据更重要的地位。

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