当你坐进一辆新能源车,发现充电桩刚插上,不到十分钟电量就窜到八成;或者站在大型光伏电站旁,看着显示屏上度电成本又降了几个百分点,可能不会立刻想到,这背后的“功臣”是碳化硅。它是第三代半导体的核心材料,硬实力比传统硅强得多,已成新能源汽车、清洁能源乃至工业升级的关键一环。
碳化硅之所以被称为必须拿下的战略领域,靠的是在物理性能上的全面优势。它那3.26的禁带宽度,比硅高出三倍,让车子的电驱系统在125摄氏度的高温中还能稳稳工作。它的击穿场强是硅的十倍,意味着在相同电压下器件可以做到更薄,损耗一下就降了个大幅度,车子的续航自然有肉眼可见的提升。它的传热能力也是硅的三倍,热量很快就被带走,让高压平台不必再配复杂的水冷系统,空间得以释放。还有它运行速度快,用在光伏逆变器上就能让效率逼近99%,我见过电站因为这个一年少烧掉好几千吨煤。那种电表数字跳得慢下来的感觉,别说多爽了。
这些优势不是停留在纸面数据里,像特斯拉的某款轿车、国内几家新势力的高端车型都用实车跑出来了成绩。在我的理解里,这其实就是能源转换的革命,把省电、轻量化、耐用都做成了现实、可摸得着的产品。
它的影响早已溢出汽车圈。新能源车企集体上了800伏平台,不再困在充电焦虑里;光伏、风电的发电成本再掉几个百分点,让“双碳”目标不再只是口号;数据中心因为电源转换更高效,每年的电费能省到一个中等城市的居民用电量;国防航天的设备,在零下五六十度或高温两百度的环境里依旧稳定。国家已经把它列入重点攻关方向。
往上游衬底是个技术门槛高的环节,全球七成的产能握在几家国外大厂手里,国内正努力追赶。有企业拿下了国际车规级认证,直接进入了跨国供应链;有的用全产业链模式把衬底自产率拉到八成,还赢得了新能源车企的定点订单;也有新厂商凭着中科院背景的团队,把良率提到了四成以上,开始推向车企。衬底其实就是良率和成本的较量,国内的三四成良率还有提升空间。
中游器件则是国产化的主战场。几家在IGBT领域积累深厚的企业,已将技术迁移到碳化硅模块上,有的量产供给蔚来、吉利等品牌,有的高压模块进入了电网和车辆系统。有厂商提前量产了车规级MOSFET,还在加快认证步伐,目标是两年内进入主流供应链。国产化率眼下不过一成多,但提升速度很快。
下游应用的爆发才是真正的拉动。比亚迪这样的车企自己做碳化硅模块,全系车型上用,一年需求破百万套;做车载电源的厂家市占率已过三成,第四代碳化硅方案让效率逼近九成六,还供货给特斯拉、小鹏这些头部;动力电池大企业也把碳化硅并进电控系统,用来提高能量密度与安全性。随着这种需求的持续扩大,器件成本有望在两年内降掉三四成,替代硅基的速度会越来越快。
别忘了,设备也是支撑这个产业链升级的基石。做长晶炉的国内厂商占六成市场份额,八英寸炉子已经通过验证;刻蚀、PVD等设备供应商进入了国内核心产线,打破了国外的技术垄断;封装材料的本土企业在国内市占过半,供货给行业龙头。在我跟产业链里的工程师聊的时候,他们都强调,一旦设备国产化率提高,成本会降得更快。
放在投资者眼里,逻辑很清晰全球市场规模三年后会破百亿美元,新能源车的渗透率会从一成跳到三成,国内自给率也将翻倍。不过也有风险,比如衬底缺陷难控制、MOSFET可靠性问题还需时间解决;国际巨头的专利壁垒高,价格战未必避免;板块的估值敏感,波动会比较大。我自己在百家号做选题时,要提醒读者别被一个利好冲昏头脑。
我个人觉得,碳化硅不是单纯的材料升级,而是牵一发就能动全身的效率革命,带来的变革会深刻影响多个行业。国内在衬底、器件到应用的链条上都有突破,这很罕见。
你身边的新能源车,如果充电不用等咖啡凉下来才满电,是不是更愿意开长途?你觉得它会先在哪个领域彻底替代硅基材料?有没有正在关注的企业值得你长期看好?等你分享你的看法,也好让我看看不同圈子的声音。
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