2022年3月25日，第八屆中國電動汽車百人會論壇在線上正式召開，會期為3月25日-27日。圍繞“迎接新能源汽車市場化發(fā)展新階段”主題，開設(shè)14場會議，聚焦行業(yè)熱點，探索發(fā)展趨勢。

　　2022年3月27日，在高層論壇上，三安光電董事長特別助理、北京三安光電有限公司總經(jīng)理陳昭亮發(fā)表了演講，以下是演講摘要：

　　陳昭亮 三安光電董事長特別助理、北京三安光電有限公司總經(jīng)理

　　陳昭亮：尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、嘉賓、產(chǎn)業(yè)界同仁：大家好!

　　很榮幸受邀在本次論壇上代表三安光電向大家分享一下公司對碳化硅在新能源汽車方向應(yīng)用的一些思考以及三安在碳化硅領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化布局。

　　我的報告題目是“碳化硅產(chǎn)業(yè)化規(guī)模發(fā)展，助力高壓快充信芯滿滿”。

　　我報告分為三個部分。

　　一、碳化硅成新能源車800V時代的超強風(fēng)口。

　　自2022年起，全球大多數(shù)國家加快推進碳中和步伐，汽車節(jié)能減排成全球“碳中和”的主要目標之一。2021年全球汽車銷量達到670萬輛，同比增長102.40%，中國市場表現(xiàn)超預(yù)期。中國銷量達到294萬輛，同比增長1.6倍，連續(xù)7年位居全球第一，未來的趨勢怎么樣呢?根據(jù)EV Tank發(fā)布的《中國新能源汽車行業(yè)發(fā)展的白皮書》，2025年，全球新能源汽車銷量2240萬輛，中國1100萬輛;2030年，全球新能源汽車銷量4780萬輛，中國1950萬輛，到那時，中國將成為最大的新能源汽車市場，全球占比超過40%。

　　續(xù)航里程和充電時間“雙焦慮”問題急需破解。新能源汽車發(fā)展前景毋庸置疑，在智能化程度上也領(lǐng)先傳統(tǒng)汽車，但消費者普遍關(guān)注的問題甚至讓消費者感到焦慮的問題需要盡快解決，比如安全問題、續(xù)航里程問題、性價比問題，其中最急需解決的是續(xù)航里程問題，充電時間和便利性問題，如2021年10月份的一篇新聞報道，12臺新能源車等4個充電樁一等4個小時，很多車主都不敢去上洗手間，怕被插隊。更何況很多車主就沒有那么多時間及耐心，這些讓用戶感到焦慮的問題如果解決不好那將成為電動車普及的一大阻礙。

　　高壓快充將成為破解“雙焦慮”的最優(yōu)解決方案。如何破解雙焦慮呢?簡單粗暴的辦法就是增大電池容量，但是電池容量的增加將增加整個車的重量，成本也增加，同時車輛的可利用空間將大幅減少。另一種路徑就是提高電池技術(shù)，但電池技術(shù)發(fā)展似乎遇上瓶頸，固態(tài)電池短時間內(nèi)無法實現(xiàn)商用，石墨烯電池將是一項處在實驗室的高端技術(shù)，在這種青黃不接的時候，高壓快充將成為一項有效的解決方案。通過高壓快充可以縮短充電時間，通過進一步完善高壓快充的站點布局，這種接力方式是解決續(xù)航里程問題的最優(yōu)辦法。如圖所示，到了2025年，加油和充電用時將很接近。

　　碳化硅能很好地滿足新能源汽車高壓快充的要求。實現(xiàn)高壓快充的關(guān)鍵是通過增大電流或提升電壓來提升充電功率，但由于最大的充電電流提升存在可預(yù)見的上限，所以只能靠提升電壓。高電壓成實現(xiàn)快充的必然趨勢，碳化硅具有耐高溫能力強、耐高壓特性好的特點，將比硅IGBT整個的器件性能好很多，非常適合600v至10kv的適用范圍。同時，新能源系統(tǒng)電壓系統(tǒng)提高，意味著電動汽車所有的高壓元器件及管理系統(tǒng)都要提高標準，首當其沖的是逆變器。如果直流母線電壓提升到800v以上，對應(yīng)的功率器件、耐壓則提高到1200v。

　　800v高壓平臺將成為主要車廠的重點布局方向。實際上幾乎所有的車企規(guī)劃中都已開始布局超級塊充車型及相關(guān)技術(shù)研發(fā)。早在2019年保時捷就已對這樣的技術(shù)進行研發(fā)，還有我們國內(nèi)的小鵬汽車、比亞迪、華為、理想等整車企業(yè)都已經(jīng)對外宣稱入局超級塊充，實現(xiàn)幾百千瓦時的超級充電速度，從充電系統(tǒng)電壓來看，800v將是目前的主流方案，從量產(chǎn)時間來看，基于800v技術(shù)方案的新車將在2022年之后陸續(xù)上市。

　　二、市場需求快速爆發(fā)將導(dǎo)致碳化硅供需失衡。

　　采用800v車型的總量與碳化硅晶圓用量預(yù)測，根據(jù)EV Tank的預(yù)測，2025年新能源汽車全球銷量預(yù)計2240萬輛，假設(shè)B級以上的車輛優(yōu)先采用碳化硅器件，保守估計采用800v高壓平臺的車輛預(yù)計是437萬輛，如果所有B級以上車型采用碳化硅器件，采用800v高壓平臺的車輛總預(yù)計需要874萬輛。根據(jù)特斯拉和很多公開報道，兩臺新能源車消耗一片6寸的碳化硅晶圓，到2025年6寸碳化硅晶圓保守估計需要219萬片，樂觀估計需要437萬片。

　　2025年全球碳化硅襯底與晶圓的產(chǎn)能預(yù)測，對于2025年全球碳化硅的襯底與晶圓的供應(yīng)情況，我司根據(jù)市場團隊以及公開市場信息整理，預(yù)計2025年全球襯底產(chǎn)能282萬片，其中中國89萬片，全球其他國家與地區(qū)193萬片，預(yù)計2025年全球晶圓產(chǎn)能242萬片，其中中國93萬片，全球其他國家與地區(qū)149萬片。

　　2025年全球碳化硅襯底與晶圓的情況將出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，根據(jù)剛才新能源汽車對襯底與晶圓需求的預(yù)測得知，2025年6寸碳化硅晶圓需求在飽受與樂觀情形下分別為219和437萬片。根據(jù)Yole預(yù)測，車用碳化硅需求占全行業(yè)的60%，其他代表性行業(yè)，光伏、儲能、充電基建、電源、軌交等對碳化硅的需求占40%，由此推算，2025全球需要6寸碳化硅晶圓保守估計365萬片。碳化硅產(chǎn)能缺口將達到123萬片，在樂觀情形下達到的728萬片，碳化硅產(chǎn)能的缺口達到468萬片，全球碳化硅襯底與晶圓將出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。

　　碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合更適合新能源汽車產(chǎn)業(yè)。車規(guī)功率半導(dǎo)體具有如下特征，產(chǎn)品設(shè)計高可靠性和高安全性，批量生產(chǎn)高穩(wěn)定性和一致性，供貨周期長，一般是10-15年，上述特征更適合采用IDM模式，也就是從設(shè)計、制造、封裝到做成產(chǎn)品都由一家公司完成，這種模式可以控制從芯片設(shè)計到模塊封裝的全部流程，更符合汽車對車規(guī)半導(dǎo)體高質(zhì)量的要求。目前在碳化硅領(lǐng)域國際大廠科銳、羅姆、ST都已形成了碳化硅襯底、模塊供應(yīng)體系，很多整車廠分別與上游的碳化硅材料與襯底企業(yè)簽署聯(lián)合聲明，或者戰(zhàn)略合作協(xié)議，鎖定碳化硅產(chǎn)能原因之一，原因之一是因為大家認為IDM模式更適合新能源汽車需求，我們?nèi)惨沧裱@樣的產(chǎn)業(yè)特征，一開始進行全產(chǎn)業(yè)鏈布局。

　　制約碳化硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題。雖然碳化硅的晶體管帶來更大的價值，但也仍然面臨一些技術(shù)性和商業(yè)性的挑戰(zhàn)。如晶圓價格和某些工藝的復(fù)雜性，MOS產(chǎn)品性能的提升與批量供應(yīng)能力,可靠性方面。具體來講，材料襯底方面由于碳化硅襯底生產(chǎn)效率低，成本比硅晶片高出許多，再加上后期的外延、芯片制造及器件封裝等低成品率，導(dǎo)致碳化硅器件價格居高不下。根據(jù)行業(yè)預(yù)測，目前批量化價格仍就是硅基IGBT的3-5倍。產(chǎn)品性能方面，碳化硅MOSFET制造工藝中的高質(zhì)量、低界面態(tài)的柵界面調(diào)控技術(shù)還需加強，批量制造技術(shù)與成品率需要進一步提升。從應(yīng)用端來看，碳化MOSFET似落地的時間非常短，從碳化硅落地和整車層面的應(yīng)用這一鏈條尚未打通，一些諸如短路耐受時間等指標沒有得到足夠多的驗證，碳化硅MOSFET在車載領(lǐng)域的穩(wěn)定性和壽命等指標還需要時間和實踐驗證。

　　三、三安光電在碳化硅行業(yè)的布局與解決方案。

　　三安光電碳化硅業(yè)務(wù)主要集中在湖南半導(dǎo)體有限公司，湖南三安成立于2020年，是上市公司的全資子公司，坐落于長沙高新區(qū)，該圖是我們工廠一期的建設(shè)情況，呈現(xiàn)了我們整個實景圖及功能分區(qū)，二期大概在2024年完成。

　　湖南三安已經(jīng)完成碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)，包括長晶、襯底、外延、制造、封裝等環(huán)節(jié)，主要研發(fā)生產(chǎn)包括襯底、外延、芯片、二極管封裝等產(chǎn)品，目前湖南三安已是全球第三，中國第一家具有全產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合的量產(chǎn)平臺。

　　這張圖顯示是對整個產(chǎn)能的規(guī)劃，展示了襯底、外延、芯片、器件包括硅基氮化鎵產(chǎn)品的產(chǎn)能情況。

　　我們的競爭優(yōu)勢主要在以下四個方面，一是專業(yè)平臺，湖南三安只專注于碳化硅氮化鎵電力電子產(chǎn)品的研發(fā)及大規(guī)模制作。 二是垂直整合，完成材料制備到器件封裝全產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合，實現(xiàn)產(chǎn)能、成本、質(zhì)量驗證全方位的管控。三是規(guī)模制造，規(guī)劃的產(chǎn)能居全球首位，通過規(guī)模制造降低組件成本，加速碳化硅和氮化鎵功率器件的產(chǎn)業(yè)化落地。四是靈活合作，目前累計的客戶已經(jīng)超過200多家，業(yè)務(wù)合作模式靈活多樣，提供服務(wù)多元化、定制化，助力客戶在供應(yīng)鏈中占得先機。

　　最后做一個總結(jié)，三安光電專注于化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域，致力于打造世界級化合物制造平臺，為行業(yè)提供高可靠的產(chǎn)品服務(wù)與解決方案，我們也愿意攜手產(chǎn)業(yè)界同仁，共同助力我國新能源汽車行業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

　　在此感謝主辦方給我們交流的機會，預(yù)祝大會圓滿成功。謝謝大家!

　　許艷華：感謝陳昭亮總經(jīng)理的發(fā)言。碳化硅應(yīng)該對我們新能源汽車高效和電損會有非常高的賦能，我們雖然現(xiàn)在問題比較大，但是我相信它的推廣應(yīng)用應(yīng)該說為時不遠。

　　至此，2022中國電動汽車百人會新型交通基礎(chǔ)設(shè)施論壇迎來尾聲，感謝各位嘉賓的精彩分享，以及線上參與我們論壇的朋友。今天我們圍繞油、電、氣、光、儲、充、換、氫多元交通能源基礎(chǔ)設(shè)施的協(xié)同發(fā)展展開了討論，展示了行業(yè)的新模式、新技術(shù)、新發(fā)展，交通與能源進一步融合，新能源汽車補能能力進一步提升，對于促進我國新能源汽車行業(yè)發(fā)展，助力碳達峰碳中和的實現(xiàn)都有重要積極的意義。

　　今天的論壇到此結(jié)束。謝謝大家!