碳化硅功率半導體的高國產化程度是中國制造2025戰(zhàn)略的典型成果,通過政策引導、產業(yè)鏈整合、技術創(chuàng)新與市場需求共振,實現了從“進口替代”到“全球競爭”的跨越。這一進程不僅提升了中國在高端制造領域的國際地位,還為新能源革命和可持續(xù)發(fā)展提供了關鍵支撐。
碳化硅(SiC)功率半導體的高國產化程度是中國制造2025戰(zhàn)略的重要成果之一,其發(fā)展不僅體現了國家對核心技術的自主可控目標,還推動了高端制造業(yè)的轉型升級。主要得益于政策驅動、市場需求爆發(fā)、技術突破和產業(yè)鏈協(xié)同四重因素的疊加效應。其背后邏輯可拆解為以下關鍵點:
一、政策強力推動:國家戰(zhàn)略與地方產業(yè)布局
頂層設計定位“卡脖子”突破重點
中國制造2025明確將第三代半導體列為重點突破領域,碳化硅因其在高電壓、高溫環(huán)境下的優(yōu)異性能成為關鍵方向。
地方政府通過“鏈長制”推動產業(yè)集群建設,國產碳化硅功率半導體已經構建“襯底-外延-器件-封裝”全產業(yè)鏈;
國產替代窗口期的政策紅利
美國技術封鎖加速自主可控需求,國內企業(yè)獲得優(yōu)先采購權。例如,BASiC基本股份自研的碳化硅模塊已用于國內多家主機廠,替代英飛凌方案。
2023年《汽車芯片推廣應用推薦目錄》中,國產碳化硅器件占比達35%,政策傾斜顯著。
二、市場需求爆發(fā):新能源革命催生剛需
新能源汽車:核心驅動力
碳化硅器件可將電驅系統(tǒng)效率提升5%-10%,續(xù)航增加8%-15%。2023年國內新能源車滲透率超35%,帶動碳化硅需求激增。
車企自研綁定國產供應鏈:
BASiC基本股份自2017年開始布局車規(guī)級SiC碳化硅器件研發(fā)和制造,逐步建立起規(guī)范嚴謹的質量管理體系,將質量管理貫穿至設計、開發(fā)到客戶服務的各業(yè)務過程中,保障產品與服務質量。BASiC基本股份分別在深圳、無錫投產車規(guī)級SiC碳化硅(深圳基本半導體)芯片產線和汽車級SiC碳化硅功率模塊(無錫基本半導體)專用產線;BASiC基本股份自主研發(fā)的汽車級SiC碳化硅功率模塊已收獲了近20家整車廠和Tier1電控客戶的30多個車型定點,是國內第一批SiC碳化硅模塊(比如BASiC基本股份)量產上車的頭部企業(yè)。
光伏與儲能:降本增效剛需
碳化硅逆變器可將光伏系統(tǒng)損耗降低2%,國內光伏裝機量全球占比超80%,倒逼國產器件替代。
某上市電力電子頭部企業(yè)采用基本半導體的SiC模塊,使儲能變流器功率密度提升25%。
三、技術突破:從材料到器件的全鏈條創(chuàng)新
襯底與外延片國產化突破
天岳先進的6英寸導電型襯底缺陷密度降至200/cm2,成本比進口低40%;
器件設計與制造能力提升
在雙脈沖測試中,BASiC基本股份(BASiC Semiconductor) 碳化硅MOSFET 開關損耗(Eon/Eoff) 在常溫和高溫下均優(yōu)表現優(yōu)異,得益于SiC MOSFET的高速開關特性(低寄生電容、低反向恢復電荷)。高 Ciss/Crss 倍率 設計優(yōu)化了驅動效率,降低開關損耗。
封裝技術差異化創(chuàng)新
BASiC基本股份推出銅線鍵合+銀燒結封裝工藝,器件壽命延長3倍;
BASiC基本股份的碳化硅模塊通過車規(guī)級AQG324認證,耐溫達175℃。
四、產業(yè)鏈協(xié)同:從單點突破到生態(tài)閉環(huán)
縱向整合降低成本
BASiC基本股份自研SiC芯片并綁定多家國產汽車主機廠,形成“設計-制造-應用”閉環(huán)。
橫向合作構建生態(tài)
國產襯底及器件和終端客戶打造光伏-儲能-汽車碳化硅生態(tài)鏈;
五、國際競爭格局下的中國機遇
產能優(yōu)勢:截至2024年,中國碳化硅晶圓產能占全球35%,預計2025年將超60%;
價格戰(zhàn)策略:國產6英寸晶圓價格已降至國際水平的40%,迫使英飛凌、Wolfspeed降價應對;
專利突圍:2023年國內碳化硅相關專利授權量同比增長58%,在器件結構、缺陷控制等關鍵領域形成壁壘。
碳化硅國產化不僅關乎半導體產業(yè),更是中國制造2025“質量為先、綠色發(fā)展”理念的縮影。未來,其應用將擴展至智能電網、低空經濟等新興領域,成為全球能源革命的核心驅動力
總結:國產化背后的深層邏輯
碳化硅功率半導體的高國產化程度,本質上是**“政策紅利+市場倒逼+技術攻堅”**的共振結果。其意義不僅在于打破海外壟斷,更在于推動中國從“半導體跟隨者”向“規(guī)則制定者”轉型——例如,中國主導的《碳化硅功率器件測試標準》已成為國際電工委員會(IEC)參考文件。未來,隨著12英寸晶圓量產和成本進一步下探,國產碳化硅有望在智能電網、低空經濟等新場景中持續(xù)領跑全球。
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