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汽車缺芯，功率半導體尤甚

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

同時，電動汽車對續航、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。

面對車規功率半導體的需求增長，器件芯片廠商、整車企業紛紛加大投入和布局，車規功率半導體爭奪戰也由此而發。

缺芯依然，傳統功率半導體廠商擴產保供

從爆發汽車缺芯以來，車規功率半導體就持續供應緊張。

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IGBT廠商士蘭微和華潤微相關人士也表示，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庫存積壓，終端廠商頻現砍單現象。但汽車功率半導體依然供不應求，安森美及英飛凌車規MOSFET等部分功率半導體產品價格持續高位。

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

AutoForecast Solutions的數據顯示，由于汽車芯片短缺，2021年全球累計減產1020萬輛汽車，中國約減產198萬輛汽車。德國汽車工業協會認為持續的芯片短缺將在未來一段時間內繼續影響汽車生產，到2026年，全球產量預計將下降五分之一，相當于大約1800萬輛汽車。

為了應對汽車缺芯，尤其是功率半導體的持續緊張狀況，國內大廠都在加碼擴產。

在車規功率半導體領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不足。為了擴建產能，比亞迪去年主動終止了比亞迪半導體的上市申請，其公告中稱，為了擴大晶圓產能，在審期間已投資實施濟南功率半導體產能建設項目。據官方介紹，該8英寸高功率芯片制造項目今年1月已投入生產，產能爬坡情況良好，預計在未來1年左右，將達到36萬片的計劃年產能，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以應對供應缺口。據悉，目前時代電氣的二期產能已接近24萬片，公司計劃投資58.26億元建設宜興項目，達產后可新增年產36萬片8英寸中低壓組件基材的生產能力。

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

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

未雨綢繆，整車企業紛紛布局碳化硅未來供應

碳化硅功率器件在電動汽車領域可用于主驅逆變器、車載充電系統、電源轉換系統(車載DC/DC)和充電樁等，其高頻、耐高壓、耐高溫的優點，能夠幫助電動汽車實現更高效率，增加續航。

作為行業先鋒，特斯拉率先在Model3中引入碳化硅器件，讓這一優勢得以具體呈現。據悉，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%，并降低了傳導和開關損耗，實現了整車續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，理想、東風、吉利、本田、福特、大眾等國內外眾多車企已開展碳化硅上車推進布局。

據Yole預測，2025年新能源汽車市場SiC功率半導體規模將達到15.53億美元，2019-2025年均復合增長率38%。

但時下，由于材料外延生長緩慢導致的產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，且供應不足，讓車企使用碳化硅面臨重重挑戰。就連開創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，現在碳化硅剛剛進入汽車市場，還沒有辦法享受到規模效應，由于產能擴充需要較長時間，價格高位、供應吃緊的狀況估計還要持續相當長的時間。

面對碳化硅器件在新能源汽車領域的巨大應用前景，整車企業紛紛搶先布局，與碳化硅頭龍企業開展合作，預定未來的產品供應。

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體供應；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將采用Wolfspeed的碳化硅產品；最近，寶馬集團與安森美簽署長期供貨協議，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。

而從碳化硅供應商來看，目前，占據全球約90%市場份額的頭部供應商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器件擴產計劃。

國內廠商也在行動。去年7月，士蘭微啟動“SiC（碳化硅）功率器件生產線建設項目”，計劃投資15億元，建設一條6英寸SiC功率器件生產線，年產能14.4萬片；中車時代電氣投資4.6億對原有SiC產線進行產能提升；天岳先進投資25億元擴產6英寸導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，還是器件供應商，早做布局，方能謀得一席之地。

（中國粉體網編輯整理/空青）

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