01
需求端:碳化硅價格甜蜜點將至,800V 平臺為主要驅動因素 EV/HEV是未來SiC功率器件的主要驅動力。
其中碳化硅器件下游應用主要包含主逆變器、DC-DC、OBC、DC-DC。對于電動汽車,不同應用部件對于車規級功率器件的功率等級要求不同,其中主逆變器功率要求最高,也是碳化硅器件可靠性要求最高的環節。
800V高壓平臺加速落地,2022-2023年快速上量有望激活SiC一池春水。
800V高壓快充平臺為解決里程焦慮的破局者,國內外車企從2021年起掀起一輪800V平臺車型發布潮,國內造車新勢力及傳統汽車廠商旗下的智能電動品牌紛紛入場,以搶攻大功率快充高地。伴隨高壓平臺逐漸落地,具有耐高壓、低阻抗、無拖尾電流等優勢的SiC有望成為首選。
圖 12:全球車廠800V平臺Roadmap
原料降價疊加優異性能,SiC有望突破成本藩籬,SiC MOSFET或將于2023H2達到價格甜蜜點,帶動更多車端逆變器應用。
基于碳化硅電驅動系統可降低4.43%的典型城市工況行駛電耗的假設,由于Si方案提高續航需增加電池容 量并在一定程度上增加電耗,因此若等效SiC方案的續航,Si方案需明顯提高電池容量,從這一方面來看SiC方案可以節約電池容量擴大所帶來的成本提升。
若SiC晶圓價格年降10%左右,則有望在2023H2獲得正的成本節約值,SiC MOSFET 6寸晶圓價格3518美元/片時整體效益達到平衡。
此外,我們也進行了行駛電耗降低4.43%情況下不同電池容量及續航里程情況下碳化硅方案成本節約測算。
在2022年的SiC和Si的單車成本差距水平下,電池容量在70kWh以上的車型如果系統效率提升可達6%以上,SiC方案會更具有成本優勢;2023年疊加原材料價格下降的趨勢,系統效率提升4%以上即可使得提效節約的成本覆蓋SiC器件成本。
需求測算假設:
由于行業對800V滲透率意見不一,我們參考NE時代給出的800V滲透率并給予一定浮動,后文我們將在其他應用測算的市場空間合計基礎上,給予各車型800V滲透率±15%的彈性測算,提供國內碳化硅器件整體區間指引。
乘新能源車之風,功率碳化硅器件市場揚帆起航。
根據我們的測算,在800V平臺+SiC雙重滲透下,我們預計國內SiC功率器件市場規模將在2023/2024/2025/2026年分別達到 5.30/9.23/15.71/25.59億美元,CAGR高達69.02%。我們以WolfSpeed FY2021給出的全球車載SiC器件市場空間計算國內占比,驗證測算的準確性,22/24/26E占比分別在33.12%/49.11%/55.63%,到2026年占比與國內新能源車銷量占比基本一致。
除新能源車將顯著帶動碳化硅市場需求外,光伏逆變器、高壓充電樁、軌交電網等其他應用也將為碳化硅市場創造增量。
其中,光伏方面,未來光伏設備的技術發展趨勢是提高功率,減小體積與質量和提高穩定性。光伏逆變器是保障光伏發電系統高效、經濟和穩定運行的重要一環。低阻抗、適應高頻高壓環境工作SiC材料將在光伏發電領域有巨大潛力。我們預計國內光伏板塊SiC市場空間23/24/25/26年分別為2.99/7.34/11.61/16.85億美元。
根據上述測算,我們總結國內碳化硅市場空間合計情況如下,并給予800V滲透率的彈性測算。
23/24/25/26E國內合計碳化硅市場空間分別在9.62/18.29/29.48/45.16億美元,CAGR在67%,其中2026年新能源車占比約為57%,光伏占比37%,為兩大主要市場。
在各車型800V滲透率*(1±15%)的情況下,合計碳化硅器件市場空間較中性預測變動區間在±10%范圍內, 800V滲透為碳化硅空間的關鍵影響指標。此外,我們認為,光伏SiC的加速滲透或將進一步為SiC市場空間提供超額機會。
02
產業鏈價值量:22-25E降價假設下碳化硅器件各環節價值幾何?
碳化硅襯底價值量較硅基晶圓呈現顯著提升,其中 MOSFET 產品更重器件設計。
以各環節價格為基礎數據,我們發現,在硅基晶圓中(以12寸3D NAND為例),襯底及外延分別占比4.69%/5.22%,前道設計及制造占比90%。而6寸碳化硅二極管中襯底占比顯著提高至40%。與器件設計制造基本一致;6寸SiC MOSFET則向器件設計端傾斜,占比提升至62.5%,我們測算的MOSFET結構情況與Yole給出的1200V產品結構基本一致。
由于碳化硅產業鏈廠商紛紛開展產能擴張、工藝提升等規劃,碳化硅成本將顯著下降,基于前文測算的價值量分布,我們給出各環節22-25E降價假設,SiC MOSFET價值將由2022年4000$/片下降至2025年3065$/片。
結合各應用市場空間測算及MOSFET/二極管占比假設,我們給出各應用環節及產品端測算如下:
審核編輯 :李倩
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原文標題:800V高壓平臺,激活SiC一池春水
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