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汽車缺芯，功率半導(dǎo)體尤甚

自疫情以來，半導(dǎo)體領(lǐng)域出現(xiàn)缺芯狀況，這其中，汽車芯片缺貨尤為嚴重。進入2022年，消費電子領(lǐng)域的缺芯得到緩解，甚至出現(xiàn)庫存積壓現(xiàn)象。但汽車芯片仍一如既往供應(yīng)緊張，尤其是車規(guī)功率半導(dǎo)體，交貨期一再延長，甚至長達15個月。

同時，電動汽車對續(xù)航、快充的不斷追求，推動其動力平臺從400V向800V甚至更高壓遷移，SiC器件上車呼聲漸起。

面對車規(guī)功率半導(dǎo)體的需求增長，器件芯片廠商、整車企業(yè)紛紛加大投入和布局，車規(guī)功率半導(dǎo)體爭奪戰(zhàn)也由此而發(fā)。

缺芯依然，傳統(tǒng)功率半導(dǎo)體廠商擴產(chǎn)保供

從爆發(fā)汽車缺芯以來，車規(guī)功率半導(dǎo)體就持續(xù)供應(yīng)緊張。

去年5月，安森美、英飛凌等IGBT國際大廠就傳出訂單已飽和的消息，當時安森美深圳廠人士透露，“車用IGBT訂單已滿，不再承接新的訂單”。國內(nèi)IGBT廠商士蘭微和華潤微相關(guān)人士也表示，由于汽車和光伏需求增加明顯，IGBT訂單增長太快，做不過來。

進入2022年下半年，消費類電子芯片出現(xiàn)庫存積壓，終端廠商頻現(xiàn)砍單現(xiàn)象。但汽車功率半導(dǎo)體依然供不應(yīng)求，安森美及英飛凌車規(guī)MOSFET等部分功率半導(dǎo)體產(chǎn)品價格持續(xù)高位。

美國芯片供應(yīng)鏈管理廠商Sourcengine調(diào)查，截至2022年11月，功率半導(dǎo)體的交貨時間已從2021年5月底的31-51周延長至39-64周（9-15月）。

AutoForecast Solutions的數(shù)據(jù)顯示，由于汽車芯片短缺，2021年全球累計減產(chǎn)1020萬輛汽車，中國約減產(chǎn)198萬輛汽車。德國汽車工業(yè)協(xié)會認為持續(xù)的芯片短缺將在未來一段時間內(nèi)繼續(xù)影響汽車生產(chǎn)，到2026年，全球產(chǎn)量預(yù)計將下降五分之一，相當于大約1800萬輛汽車。

為了應(yīng)對汽車缺芯，尤其是功率半導(dǎo)體的持續(xù)緊張狀況，國內(nèi)大廠都在加碼擴產(chǎn)。

在車規(guī)功率半導(dǎo)體領(lǐng)域頗具實力的比亞迪，顯然看到了未來市場需求所帶來的巨大供應(yīng)不足。為了擴建產(chǎn)能，比亞迪去年主動終止了比亞迪半導(dǎo)體的上市申請，其公告中稱，為了擴大晶圓產(chǎn)能，在審期間已投資實施濟南功率半導(dǎo)體產(chǎn)能建設(shè)項目。據(jù)官方介紹，該8英寸高功率芯片制造項目今年1月已投入生產(chǎn)，產(chǎn)能爬坡情況良好，預(yù)計在未來1年左右，將達到36萬片的計劃年產(chǎn)能，屆時，將大大緩解新能源汽車高功率芯片緊缺的狀況。

時代電氣也在積極擴產(chǎn)以應(yīng)對供應(yīng)缺口。據(jù)悉，目前時代電氣的二期產(chǎn)能已接近24萬片，公司計劃投資58.26億元建設(shè)宜興項目，達產(chǎn)后可新增年產(chǎn)36萬片8英寸中低壓組件基材的生產(chǎn)能力。

士蘭微也定增募資用于年產(chǎn)36萬片12英寸芯片生產(chǎn)線項目以及汽車半導(dǎo)體封裝項目，其中，晶圓產(chǎn)線項目達產(chǎn)后將新增年產(chǎn)12萬片F(xiàn)S-IGBT、12萬片T-DPMOSFET、12萬片SGT-MOSFET功率芯片產(chǎn)能，封裝項目（一期）達產(chǎn)后將形成年產(chǎn)720萬塊汽車級功率模塊的產(chǎn)能。

盡管頭部大廠已在擴建產(chǎn)能，但在業(yè)內(nèi)分析人士看來，由于新建產(chǎn)線周期較長（2年左右），且產(chǎn)能提升也需要一定時間，再加上車規(guī)產(chǎn)品認證時間長，這些新建產(chǎn)能或在2024年后才能開始緩解目前車企的功率半導(dǎo)體需求。

未雨綢繆，整車企業(yè)紛紛布局碳化硅未來供應(yīng)

碳化硅功率器件在電動汽車領(lǐng)域可用于主驅(qū)逆變器、車載充電系統(tǒng)、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(車載DC/DC)和充電樁等，其高頻、耐高壓、耐高溫的優(yōu)點，能夠幫助電動汽車實現(xiàn)更高效率，增加續(xù)航。

作為行業(yè)先鋒，特斯拉率先在Model3中引入碳化硅器件，讓這一優(yōu)勢得以具體呈現(xiàn)。據(jù)悉，用碳化硅MOSFET取代硅基IGBT，特斯拉的逆變器效率從Model S的82%提升到Model3的90%，并降低了傳導(dǎo)和開關(guān)損耗，實現(xiàn)了整車續(xù)航和動力性能的明顯提升。

與此同時，隨著汽車動力平臺從400V向800V升級，天生具有高壓優(yōu)勢的碳化硅更加得到車企青睞。比亞迪、蔚來、小鵬、豐田、雷克薩斯等已在部分車型中采用碳化硅技術(shù)，理想、東風(fēng)、吉利、本田、福特、大眾等國內(nèi)外眾多車企已開展碳化硅上車推進布局。

據(jù)Yole預(yù)測，2025年新能源汽車市場SiC功率半導(dǎo)體規(guī)模將達到15.53億美元，2019-2025年均復(fù)合增長率38%。

但時下，由于材料外延生長緩慢導(dǎo)致的產(chǎn)能不足以及晶圓良率問題，碳化硅器件價格仍較高，約是硅基IGBT的3-5倍，且供應(yīng)不足，讓車企使用碳化硅面臨重重挑戰(zhàn)。就連開創(chuàng)碳化硅上車先河的特斯拉最近也表示，因為價格昂貴，將在下一代汽車動力平臺中減少75%的碳化硅用量。

一位元器件分銷人士告訴集微網(wǎng)，現(xiàn)在碳化硅剛剛進入汽車市場，還沒有辦法享受到規(guī)模效應(yīng)，由于產(chǎn)能擴充需要較長時間，價格高位、供應(yīng)吃緊的狀況估計還要持續(xù)相當長的時間。

面對碳化硅器件在新能源汽車領(lǐng)域的巨大應(yīng)用前景，整車企業(yè)紛紛搶先布局，與碳化硅頭龍企業(yè)開展合作，預(yù)定未來的產(chǎn)品供應(yīng)。

去年11月，歐洲汽車制造商Stellantis與英飛凌簽署非約束性諒解備忘錄，將獲得英飛凌為期多年的碳化硅半導(dǎo)體供應(yīng)；今年1月，梅賽德斯-奔馳與Wolfspeed宣布達成合作，梅賽德斯-奔馳部分汽車的新一代動力總成系統(tǒng)將采用Wolfspeed的碳化硅產(chǎn)品；最近，寶馬集團與安森美簽署長期供貨協(xié)議，將采購安森美的EliteSiC 750 V碳化硅模塊用于其下一代400V平臺電動汽車中。

國內(nèi)車企也不甘落后，比亞迪投資天科合達，小鵬汽車投資瞻芯電子，吉利汽車與日本羅姆開展碳化硅領(lǐng)域合作，上汽集團與英飛凌合作，吉利、廣汽埃安與芯聚能展開合作等。

而從碳化硅供應(yīng)商來看，目前，占據(jù)全球約90%市場份額的頭部供應(yīng)商ST、英飛凌、Wolfspeed、羅姆、安森美等，最近幾年都在加大投入，相繼推出SiC器件擴產(chǎn)計劃。

國內(nèi)廠商也在行動。去年7月，士蘭微啟動“SiC（碳化硅）功率器件生產(chǎn)線建設(shè)項目”，計劃投資15億元，建設(shè)一條6英寸SiC功率器件生產(chǎn)線，年產(chǎn)能14.4萬片；中車時代電氣投資4.6億對原有SiC產(chǎn)線進行產(chǎn)能提升；天岳先進投資25億元擴產(chǎn)6英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底材料；露笑科技定增募資25.67億元用于大尺寸碳化硅襯底片等項目。

汽車電動化大時代，功率半導(dǎo)體將迎來“第二增長曲線”。面對這一增量市場，無論是整車企業(yè)，還是器件供應(yīng)商，早做布局，方能謀得一席之地。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）

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