电动汽车或成为碳化硅器件最大的应用市场
按照电学性能的不同，碳化硅材料制成的器件分为导电型碳化硅功率器件和半绝缘型碳化硅射频器件，两种类型碳化硅器件的终端应用领域不同。其中，导电型碳化硅功率器件是通过在低电阻率的导电型衬底上生长碳化硅外延层后进一步加工制成，包括造肖特基二极管、MOSFET、IGBT等，主要用于电动汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网、数据中心、充电等领域。
Yole数据显示，2021年汽车市场导电型碳化硅功率器件规模达6.85亿美元，占比62.8%，能源、工业和交通应用市场占比分别为14.1%，11.6%和7.2%。预计到2027年，汽车市场导电型碳化硅功率器件规模达49.86亿美元，占比79.2%，能源、工业和交通应用市场占比分别降至7.3%，8.7%和3.0%。
图：2027 年导电型碳化硅功率器件下游应用占比预测
据相关市场报告，在多种应用领域当中，碳化硅功率器件在电动汽车领域的市场增速高于高压充电桩、光伏发电和交通轨道领域，需求量大大增加。我们知道，碳化硅在电动汽车领域主要用于主驱逆变器、车载充电系统(OBC)、电源转换系统(车载 DC/DC)和非车载充电桩。
特别是在电动汽车主驱逆变器中，相比Si-IGBT，碳化硅MOSFET具有明显优势。一是碳化硅MOSFET功率转换效率更高，电动汽车续航距离可延长5-10%，即在同样续航里程的情况下可削减电池容量，降低电池成本；二是碳化硅MOSFET的高频特性可使逆变器线圈、电容小型化，电驱尺寸可大幅减少，可听噪声的降低能减少电机铁损；三是碳化硅MOSFET可承受更高电压，在电机功率相同的情况下可以通过提升电压来降低电流强度，从而使得束线轻量化，节省安装空间。
虽然当前碳化硅器件单车价格高于Si-IGBT，但上述优势可降低整车系统成本。以特斯拉Model 3为例，其首次将Si IGBT替换为SiC器件，汽车逆变器效率大幅提升。当前比亚迪、蔚来、小鹏、保时捷等车厂正在转向在电驱中使用碳化硅MOSFET器件，而且在车厂逐渐形成趋势。
截至2022年底，全国新能源汽车保有量达1310万辆，占汽车总量的4.10%，同比增长 67.13%。其中，纯电动汽车保有量1045万辆，占新能源汽车总量的79.78%。根据全球碳化硅领域龙头厂商Wolfspeed公司的预测，到2026年汽车中逆变器所占据的碳化硅价值量约为83%，是电动汽车中价值量最大的部分；其次为OBC，价值量占比约为15%；DC-DC转换器中，SiC价值量占比在2%左右。
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