车规SiC缺口超100万片？一企业出货量或增800%

车规SiC缺口超100万片？一企业出货量或增800%

前不久，派恩杰与国内某龙头车企达成合作，获得了数千万元SiC MOSFET的订单（.点这里.）。许多行业人士想了解更多的信息，为此，“三代半风向”特地采访了派恩杰创始人兼总裁黄兴博士。

他表示：

▲ 双向OBC将成为新能源汽车标配，而OBC用碳化硅是最划算的，因此未来对碳化硅的需求非常乐观。

▲ 派恩杰现阶段将把大部分产能用于保障OBC的供应，未来三年将大幅扩充SiC产能，相比过去三年预计将增长超过8倍。

▲ 目前，只有派恩杰等2家国内企业通过车企OBC碳化硅测试，国产SiC MOSFET进展慢主要遭遇了3道门槛。

▲ 全球汽车级碳化硅供给紧张，缺口高达100万片，目前某龙头企业的SiC MOSFET交期长达560天。

OBC采用SiC最划算

派恩杰出货量或增800%

黄兴告诉“三代半风向”，国内的OBC龙头企业大概在五年前就已经在用碳化硅，已经是非常成熟的市场，而双向OBC为新能源汽车赋予了更好地用户体验，未来将成为标配，未来碳化硅的需求非常乐观。

图片来源：欣锐科技

美国Credence Research预测，2020 年全球OBC的市场规模约为27.8亿美元（约177亿人民币），预计2027年将达到约128.886亿美元（约821亿人民币），2021-2027年的复合年增长率将超过24.3%。

今年OBC企业的增速明显，以铁城信息为例，2020年其OBC装机量为14.6404万套，2021年1-6月出货量就达到21万台，7-10月又增加了10万余套。

而且今年OBC巨头都在扩产，比如松下集团在11月和12月集中建设了3条OBC产线，包括辽宁大连和欧洲各一条亿元规模产线，以及捷克智能产线；今年1月，得润电子募资4.5亿元，用于建设OBC 研发中心项目。

OBC采用碳化硅已经成为趋势，黄兴认为“用碳化硅是最划算的”。

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整车厂对OBC的要求是主要是成本低、尺寸小。成本方面，相比硅系统，采用SiC系统可以帮助OBC节省20%成本；尺寸方面，SiC系统不仅可以将功率器件和栅极驱动的数量减少30%以上，而且碳化硅高频特性的好处在于可以使用高速电机，电机重量可以减少66%。

同时，对于消费者来说，由于SiC 系统在3 kW/L的功率密度下可实现 97%的峰值系统效率，因此消费者每年平均可以节省40美元（约255元人民币）的电费，当然也更环保。

据了解，1个OBC通常要用到1-3个SiC模块，每个模块通常需要用到4-6颗SiC MOSFET，因此随着新能源汽车渗透率不断攀升，OBC对SiC MOSFET的需求也将大幅提升。

国产OBC的出货量全球领先，这也将有利于国产SiC MOSFET的导入。以得润为例，2020年他们的OBC在欧洲市场出货约20万套，市占率近15%，他们未来的目标是拿下全球近20%的市场份额。

中国市场更是本土OBC企业的“天下”，根据EV时代数据，2021上半年国内OBC装机量为99.0679万套，前10大企业依次是威迈斯、新美亚、弗迪动力、富特科技、铁城科技、力华集团、欣锐科技、科士达-华阳、台达电子、麦格米特，而威迈斯、新美亚和比亚迪合计占45.0%的份额。

据黄兴介绍，目前派恩杰的大部分产能都将用于保障OBC订单的交付，他们将扩产产能，预计未来三家的出货量相比过去三年将增长8倍。

仅2家企业通过测试

SiC MOS研发遭遇3道门槛

随着派恩杰供货OBC，国产SiC MOSFET在“上车”路上找到了第一个落脚点，这将加速国产SiC MOSFET技术的成熟，以及它在电驱逆变器中的渗透。但尽管如此，其他国产SiC要顺利上车并不容易。

蔚来高级副总裁曾澍湘前段时间表示，他们的电驱碳化硅模块主要采用进口产品，还没有任何国产化的成分。

黄兴告诉“三代半风向”，尽管已有多家国产碳化硅企业在向比亚迪、小鹏等车企送样，但目前只有2家企业通过国内车企OBC碳化硅测试，“派恩杰是唯一一家国内创业公司，另一家是央企”。

目前国产SiC二极管在很多领域的应用已经铺开，而汽车专用的碳化硅模块还有待技术的开发和验证。黄兴认为，国产SiC MOSFET发展较慢主要有3道门槛。

首先，全球第一款商用SiC MOSFET发布于2011年，整个行业相对较新，因此存在许多难点有待进一步去攻克，其中碳化硅材料模型数据的缺失是最为关键的。目前为止，很多商用的软件对碳化硅电子迁移率、雪崩击穿、栅氧生长等方面的仿真预测都不够准确，这就给SiC MOSFET设计带来了很大的难度。

而派恩杰的SiC MOSFET之所以能够率先“上车”，主要得益于他们在碳化硅材料模型方面的长期技术积累，极大地缩短了设计开发的时间，据介绍，派恩杰fab端的器件良率在99%以上。

其次，研发费用非常高。

据黄兴提供的数据，同样尺寸的硅基MOS晶圆成本约为500元/片，而SiC MOSFET晶圆需要3万元/片。开发一个料号（200片）的硅基MOS预算仅10万元，而相比之下，SiC MOSFET需要600万元以上。如果要开发几十款料号，SiC MOSFET成本就急剧飙升，而且由于数据模型的缺失，一旦SiC MOSFET流片失败，产生的研发浪费将非常高。

第三，SiC MOSFET的迭代速度也很关键。由于SiC MOSFET加工难度比较大，很多工厂不具备条件，会极大地限制企业的研发速度，这是目前很多公司很难推出成熟产品的重要原因之一。

黄兴透露，派恩杰与全球体量最大的碳化硅代工厂X-Fab达成了深度的合作，X-Fab在工程级迭代周期上，给了派恩杰很大的支持，使得他们的产品可以迅速迭代。

据介绍，截至目前，派恩杰已经发布了50余款650V/1200V/1700V SiC SBD、SiC MOS器件产品。2020年重点推出了应用于OBC的650V SiC MOSFET，2021年2月发布了应用于汽车电驱的1200V SiC MOSFET。

车规缺口达100万片

SiC上车存在2大瓶颈

与此同时，国内SiC MOSFET上车之路还有2大瓶颈有待打破。

黄兴告诉“三代半风向”，目前几乎所有的汽车品牌都明确表示要采用碳化硅技术，“仅中国汽车市场每年的SiC需求量就至少需要100万片”。但是全球SiC产能严重不足，据他估算，而全球碳化硅供给缺口高达100万片。

“据我们了解，目前某国际龙头企业的SiC MOSFET交期刚刚从52周延长到80周（560天）”，黄兴认为，现在碳化硅供应链资源相对比较稀缺，全球产能仅供汽车领域都不够了，为此汽车厂商都在争抢供应链资源。

黄兴认为，目前主要产能瓶颈在于碳化硅材料端，他呼吁器件企业要与中国本土碳化硅材料厂商开展深度合作，在材料研发、相关测试、验证上进行协同创新，帮助原材料厂商释放产能。

此外，国内碳化硅上车比较缺失的部分还包括碳化硅功率模块。

黄兴表示，碳化硅的高频、高速、低功耗特性对功率模块设计提出了非常高的要求，传统的功率模块设计已经很难适用。

据了解，派恩杰的车用碳化硅模块研发已经取得较大的进展，正着力选址建造车用碳化硅模块封装产线。

“我们现在预计2022年初动工，到2022年底大概会有样品出来”，黄兴表示，2022年下半年，派恩杰的产能将大大提升。

他表示，派恩杰将利用自身在芯片方面的优势，从材料的挑选、芯片的筛选，到模块设计，联合上下游建一整套完整的可靠性数据模型，让碳化硅模块更符合车规要求。

除了汽车市场外，黄兴还在储能、工业等领域看到了很多的新兴的增量市场，为此，展望2022年时，他表示，除了要加强供应链合作、保障产能爬坡和供应交付外，派恩杰将继续挖掘碳化硅更多应用潜力，对产品技术进行创新迭代，同时致力于本土人才的培养，扩展全球市场的战略布局。

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