3月15日,在深圳福田會展中心的論壇上,中國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長趙靜分享2022年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和中國第三代半導(dǎo)體的最新市場規(guī)模和應(yīng)用進(jìn)展。
2022年全球半導(dǎo)體亮點:新能汽車和光伏儲能帶動功率半導(dǎo)體增長
根據(jù)Gartner預(yù)測,2022年全球半導(dǎo)體收入預(yù)計增長1.1%,遠(yuǎn)低于2021年的26.3%。世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計協(xié)會(WSTS)數(shù)據(jù)顯示,受到內(nèi)存芯片市場急劇縮小所累,2023年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模將萎縮4.1%到5570億美元。
新能源汽車、光伏儲能應(yīng)用帶動功率半導(dǎo)體快速增長。未來5年,歐洲地區(qū)可再生能源新增裝機(jī)容量有望達(dá)到上一個5年期增量的兩倍;2022年中國新能源汽車生產(chǎn)705.8萬輛同比增長96.9%,連續(xù)8年保持全球第一。
隨著半導(dǎo)體主導(dǎo)的摩爾定律逐漸走向物理極限,同時硅也滿足不了微波射頻、高效功率電子和光電子等新需求快速發(fā)展的需要,以化合物半導(dǎo)體材料、特別是第三代半導(dǎo)體為代表的新興需求快速崛起。
國際能源署報告顯示全球清潔能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期,越來越多的國家和地區(qū)制定了可再生能源發(fā)展目標(biāo)及規(guī)劃,加速能源轉(zhuǎn)型。中國積極推動碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的實施。在移動通信、新能源汽車、高速列車、智能電網(wǎng)、新型顯示和通信傳感領(lǐng)域第三代半導(dǎo)體可以發(fā)揮更大作用。
新能源車加速SiC上車 2026年SiC和GaN功率器件市場規(guī)模將達(dá)366億
特斯拉Model3/ModelY車型采用了意法半導(dǎo)體的SiC MOSFET模塊,顯著提升車輛續(xù)航里程和性能。2020年,比亞迪高端車型“漢”搭載了SiC器件,預(yù)計2023年,比亞迪將在旗下的電動車中,實現(xiàn)SiC器件對硅級IGBT器件的全面替代,將整車性能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提升10%。SiC 已逐漸在電動車主驅(qū)逆變器中扮演要角,未來隨著電氣架構(gòu)將往800V邁進(jìn),而耐高壓SiC 功率元件預(yù)料將成為主驅(qū)逆變器標(biāo)配。
中國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長趙靜表示,2022年受到疫情影響,半導(dǎo)體進(jìn)入下行周期。但是在新能源汽車、光伏、儲能應(yīng)用的需求增長下,第三代半導(dǎo)體的市場增長超預(yù)期。據(jù)CASA Research統(tǒng)計,2022年國內(nèi)SiC、GaN功率器件的市場規(guī)模達(dá)到105.5億,較上年同比增長48.4%。綜合不同的數(shù)據(jù)來源,2022年中國SiC、GaN功率器件整體滲透率約在6%左右。
國內(nèi)第三代半導(dǎo)體進(jìn)入產(chǎn)業(yè)成長期,技術(shù)不斷提升,產(chǎn)能不斷釋放,生產(chǎn)體系逐步完善,自主可控能力不斷增強(qiáng),企業(yè)發(fā)展迅速。
據(jù)CASA Research預(yù)測,到2026年,中國SiC、GaN功率器件的市場規(guī)模將達(dá)到366億元,年復(fù)合增長率達(dá)到36.5%。其中新能源汽車(含充電設(shè)施)是最大的應(yīng)用場景。2022年新能源汽車市場爆發(fā)帶動車用SiC、GaN突破68.5億元,預(yù)計到2026年將增長至245億元,年復(fù)合增長率達(dá)到37.5%。2022年國內(nèi)新能源汽車市場需求量25萬片6英寸,預(yù)計2026年接近100萬片。800V高壓平臺將在2022年至2023年快速上量,加速SiC在車用領(lǐng)域的滲透。
根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),2022年中國光伏新增裝機(jī)量87.4GW,較上年同比增長59.3%。CASA Research預(yù)計,在光伏領(lǐng)域SiC、GaN功率電子市場規(guī)模約2.8億。按照2026年滲透率達(dá)到15%-23%左右,預(yù)計2026年SiC、GaN功率器件的市場規(guī)模接近7億元,未來年均增長約25.5%。
微波射頻也是重要的第三代半導(dǎo)體應(yīng)用市場。據(jù)CASA Research統(tǒng)計,2022年國內(nèi)GaN微波射頻器件市場規(guī)模為88.6億元,較上年同比增長20.9%。2022年中國新建5G基站88.7萬個,加上海外出口,帶動無線基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的GaN微波射頻市場達(dá)50億元。未來隨著毫米波頻段使用許可的發(fā)放,中國有望成為全球最大的毫米波市場,GaN微波射頻產(chǎn)品會迎來新的增長點。
趙靜指出,在電動汽車的快速發(fā)展帶動下,國產(chǎn)SiC模塊加速應(yīng)用。以國家電網(wǎng)為例,雄安新區(qū)全SiC的電力電子柔性變電站,采用的國網(wǎng)全國產(chǎn)6500V/400A的SiC MOSFET模塊;比亞迪半導(dǎo)體的1200V/1040A SiC模塊在不改變原有模塊封裝尺寸的基礎(chǔ)上將模塊功率大幅度提升了近30%。廣汽埃安自研的“四合一”電驅(qū)正式生產(chǎn)下線,采用了SiC逆變器,兼容高低壓平臺;南方電網(wǎng)提出了第四代充電樁產(chǎn)品,采用SiC技術(shù),其充電樁充電峰值效率達(dá)96%,充電場站能耗下降11%。國星光電最新推出的SiC功率模塊產(chǎn)品包括NS34m、NS62m等,覆蓋1200V電壓級,20A-80A的電流范圍。
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