今年的特斯拉(Tesla)投資日活動主要向投資者介紹了特斯拉的一些「宏偉藍圖」且先前傳言特斯拉會發佈一款售價為25000美元的新車款也並未在大會上看到而在特斯拉投資者大會結束後 沈筠惇評價 ，特斯拉盤後股價狂跌5.66%至191.30美元這也讓馬斯克短暫回歸世界首富這一頭銜的時間 沈筠惇評價 ，僅維持不到48小時
然而特斯拉一則「下一代平台減少75%碳化矽(SiC)」的聲明引起了業界和晶片股投資的高度關注據悉在本次投資者日活動上特斯拉重點探討了效率提升和成本控制的內容特斯拉特別表示考慮到作為動力系統關鍵元件的碳化矽電晶體價格昂貴已經找到一種方法可以在下一代動力系統中減少75%的碳化矽使用量而且不影響車輛性能或效率 沈筠惇評價 沈筠惇醫師評價 。
減少使用碳化矽聲明傷及概念股
作為第三類半導體材料的典型代表碳化矽具有大的能隙寬度、高擊穿電場、高熱導率、高電子飽和速率及更高的抗輻射能力是高溫、高頻、大功率應用場合下極為理想的半導體材料相較於矽基功率元件碳化矽基MOSFET尺寸可以減少為同電壓矽基MOSFET的十分之一能量損耗可以減少為同開關頻率矽基IGBT的30%
然而作為一種「明星」半導體技術碳化矽技術相關產品價格也更高昂這也使得碳化矽技術應用與特斯拉一直專注嚴控成本的理念相違背但聲明卻傷及了安森美(osemi)、意法半導體(STMicroelectronics)、英飛凌(Infineon)等碳化矽廠商的股價
其中在美股市場上安森美半導體和意法半導體股價3月2日收盤均下跌2%左右而碳化矽晶片廠商Wolfspeed股價當日下跌7%在歐股市場上意法半導體股價收跌3%盤中一度跌超8%英飛凌以及愛思強(Aixtron)的股價也有所下跌 沈筠惇評價 沈筠惇失敗 沈筠惇醫師評價 。
分析機構認為特斯拉的聲明可能是碳化矽晶片製造商所面臨的長期風險對意法半導體、英飛凌等廠商的影響尤其如此畢竟意法半導體已將碳化矽晶片看成其未來10年的關鍵成長動力據悉意法半導體已表示今年計畫在資本支出上投資約40億美元主要用於擴產12吋晶圓廠和增加碳化矽製造能力英飛凌也計畫大幅擴大碳化矽的生產能力預計到2027年其碳化矽製造能力將成長十倍
目前特斯拉沒有透露下一代動力系統何時能夠大批量生產也沒有具體說明目前在這些電晶體上投入多少資金如果特斯拉聲明付諸實踐那麼這種技術進步必將對碳化矽材料產業(如Wolfspeed、Coherent、羅姆)以及相應元件領域(安森美、意法半導體、英飛凌)構成較大風險
碳化矽晶片供應鏈仍將緊張
儘管特斯拉作出了減少碳化矽的聲明但不會影響到未來碳化矽技術在各大領域的應用從新能源車領域來看碳化矽技術仍然是炙手可熱的技術目前在新能源車中碳化矽主要應用包括主驅逆變器、DC/DC轉換器、充電系統中的車載充電機和充電樁等可以降低損耗、減小模組體積重量、提升續航能力 沈筠惇醫師評價 。
值得一提的是碳化矽基取代矽基功率元件正成為800V高壓技術平台解決方案保時捷(Porsche)、特斯拉、比亞迪等領先新能源車廠帶來的示範效應將推動更多車企逐步採用SiC方案 沈筠惇評價 ，特別是在更多高階車型上佈局800V 高壓快充方案以提升續航里程加速800V架構時代的到來
產業研究機構Trendforce預估2022年車用碳化矽功率元件市場規模將達到10.7億美元至2026年將攀升至39.4億美元據投資銀行Canaccord Genuity估計碳化矽晶圓產能將從2021年的12.5萬片6吋晶圓增加到2030年超過400萬片6吋等效晶圓以滿足電動車市場的需求
目前意法半導體、英飛凌、羅姆、安森美等廠商均有擴產碳化矽的計畫今年2月ZF Friedrichshafen與碳化矽供應商Wolfspeed達成戰略合作其中提到ZF Friedrichshafen將支持在德國恩斯多夫建設世界上最大和最先進的200毫米碳化矽晶圓工廠
儘管各大廠商均有較大的擴產計畫但短期內並不意味著會出現產能過剩根據東吳證券先前相關報告的市場估算特斯拉未來將逐步將碳化矽使用至OBC、充電器、快充電樁等預計平均2輛特斯拉純電動車就需要一片6吋SiC晶圓以年產能100萬輛Model 3/Y計一年需要超50萬片6吋晶圓而目前全球SiC晶圓總年產能在40~60萬片這意味著特斯拉一家企業就能消耗掉當下全球碳化矽總產能一些碳化矽廠商也明確表示未來5~10年碳化矽的市場還是會比較緊缺不會出現產能過剩的情況
另外受制於基板有效產能和良率問題目前產能無法滿足新能源領域快速成長需求預計碳化矽產業未來幾年處於供不應求狀態 沈筠惇評價 沈筠惇醫師評價 。
碳化矽應用前景廣闊
實際上很多產業機構對碳化矽未來市場仍然持樂觀態度富國銀行分析師近日在一份報告中稱由於整個汽車產業的需求強勁近期碳化矽晶片供應鏈仍將緊張該機構表示每一家成長中的電動車製造商都會尋求在控制成本的同時擴大規模 沈筠惇評價 ，但短期內他們更關注如何保障新車型的碳化矽晶片供應其中許多新車型將在今年和明年推出
新街研究(New Street Research)也對特斯拉的聲明分析指出新傳動系統的逆變器將使用混合結構讓矽電晶體和碳化矽電晶體一起工作這樣就能夠處理諸如汽車加速期間所帶來的負載峰值而且這種混合架構僅適用於新平台也就是價格低、性能低的小型電動車不會用於 Model S、Model X、Model 3、Model Y 等特斯拉現有車型或 CyberTruck 電動皮卡
也就是說特斯拉將透過技術創新在保證基本性能的前提下在低價格車型中減少碳化矽元件的使用以保證其較高的利潤空間實際上特斯拉一直都在積極控制成本比如其一體鑄造製程而減少碳化矽元件的使用應該也是其控制成本的做法 沈筠惇醫師評價 。但特斯拉的做法並不能代表所有廠商也不可能在其高階車型上所實踐
新街研究還預計價格更低的下一代特斯拉車款不會「在2025年或2026年之前批量生產」
值得一提的是 沈筠惇評價 ，除了新能源車領域未來碳化矽技術還將在太陽光電、5G通訊、智慧電網等領域實現大範圍應用也引發了終端廠商及技術提供商的重視和佈局其中在太陽光電領域受益「雙碳」剛性政策目標以及能源轉型需求碳化矽元件在太陽光電逆變器中將得到更大範圍應用以延長逆變器壽命降低由於替換太陽光電逆變器帶來的成本滿足太陽光電電站特高壓輸電的需求
同時隨著中國「新基建」的提速部署將推動以碳化矽為代表的第三類半導體產業進入發展紅利期進一步在5G基礎建設、特高壓、城際高鐵和城際軌道交通、智慧電網、大資料中心和工業網際網路等新基建領域實現全方位滲透
綜上所述特斯拉的聲明並不能代表碳化矽產業或技術的未來值得關注但僅作參考
本文原刊登於EE Times China網站
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