在IGBT功率器件的使用正火熱之時，OEM對新一代半導體材料SiC貨源的競爭已然開始。

日前在狼堡，大眾與兩家半導體大供應商達成合作關系。一是Cree，它成為了大眾汽車FAST（Future Automotive Supply Tracks，未來汽車供應鏈）項目SiC碳化硅的獨家合作伙伴。二是英飛凌，它成為大眾FAST項目戰(zhàn)略合作伙伴，合作點集中在大眾MEB電力驅動控制解決方案中的功率模塊。

Cree本就是SiC材料和晶圓的國際大供應商，大眾此次的鎖定無疑為它打開了更為廣闊的市場。這還不是重點，重點是為了大眾，Cree是否會增大產能擴展幅度？大規(guī)模投資擴產對于SiC的降本非常關鍵。當前普遍的看法是，當SiC成本降到Si的兩倍左右時，新能源汽車電機控制器大批量使用SiC將迎來拐點。

英飛凌在全球MOSFET和IGBT等汽車半導體市場中占有率位居前三。2018年，全球20個暢銷的電動車型和插電式混合動力汽車中，有15輛使用了英飛凌功率器件。

大眾汽車的電動汽車量級規(guī)劃應是各大OEM中最為突出的。確保零部件的及時、大批量供應，左右著它的電動汽車的上量時間、規(guī)模和成本。這也直接決定著在電動汽車市場中，它能否守住傳統(tǒng)汽車市場的優(yōu)勢。

汽車產業(yè)正在經歷從內燃機汽車向電動汽車的轉型，傳統(tǒng)OEM轉身雖然不夠公眾想象地那般快速，但電動汽車戰(zhàn)略也是來勢洶洶，例如大眾的MEB項目。

大眾一再擴大MEB項目，正如集團采購負責人Michael Baecker先生所言：“大眾汽車集團計劃在未來10年發(fā)布近70款新電動車型，而此前只是計劃50款。在這個時間段，基于大眾汽車集團電動汽車平臺生產的汽車數量將從1500萬輛增加至2200萬輛。”

除了加大電動汽車的目標銷量，大眾也打開了電動汽車平臺共享的序幕：“未來向第三方全面開放MEB平臺”。換言之，它們將在零部件方面實現(xiàn)通用。在采購之時，這兩家汽車巨頭則可憑借大體量采購量與零部件供應商討價還價，爭取來較其他車企更為有利的采購價格，從而來降低電動汽車的成本及售價。

于是，大眾開始瘋狂地簽訂單，從電池原材料、電芯等，到對DC/DC、OBC、電機控制器等新能源汽車高壓部件影響重大的IGBT、SiC功率半導體。

上游原材料層面，今年4月，大眾汽車宣布與江西贛鋒鋰業(yè)簽訂戰(zhàn)略合作備忘錄，未來10年大眾將從贛鋒獲得用于純電動汽車電池的鋰原材料的供給。在鋰材料供應協(xié)議之外，雙方還將在電池回收和固態(tài)電池等未來議題上進行合作。

電芯層面，大眾汽車表示將購買價值500億歐元的動力電池，并已確定韓國的SKI、LG化學、三星SDI以及中國的寧德時代作為戰(zhàn)略電芯供應商。

無論是IGBT、SiC，還是鋰原材料、電芯，均是電動汽車中無法缺少的內容，并且更為重要的是，供貨或多或少都出現(xiàn)不足，貨源一般情況下集中在頭部供應商中。

坊間有道傳聞，大眾大量采購IGBT功率模塊后，造成市場內嚴重缺貨，其他OEM出高價也求而不得。雖不知細節(jié)信息，但這道傳聞帶來一個信息：功率器件缺貨且搶手。

這一特點通過數據能夠得到更加直觀的展現(xiàn)。法國市場研究公司Yole Développement統(tǒng)計到，2017年功率半導體大幅度增長，其中IGBT模塊的全球市場規(guī)模為10.29億美元，增長幅度最高，在20.0%的水平。它預測，到2023年IGBT模塊將增長至14.39億美元，七年年復合增長率為7.7%。

根據世界三大電子元器件分銷商之一富昌電子（Future Electronics LTD）的統(tǒng)計，2018年，車規(guī)級IGBT模塊的交貨周期最長已經達到52周（IGBT的交貨周期正常情況下為8-12周）。而2018-2022年，全球電動車年復合增長率達30%，但同期車規(guī)級IGBT市場的年復合增長率僅為15.7%。可以預見，未來幾年全球車規(guī)級IGBT市場的供應將愈加緊張。

在汽車中，用到功率器件的地方很多，尤其是新能源汽車。電機控制器、DC-DC變換、充電/逆變、電空調驅動等高壓部件一般使用的是IGBT功率模塊。而且OBC、DC/DC已在轉向使用SiC基功率器件。低壓部件依然多采用MOSFET。

MOSFET雖然是此前使用較多的功率半導體，但其耐壓低，在高電壓、大電流應用中損耗大的弱點，使之無法投入到大功率作戰(zhàn)中。于是，導通壓降小、耐壓高、輸出功率高的IGBT吞噬著MOS的份額。對于電動車而言，IGBT直接控制驅動系統(tǒng)直、交流電的轉換，決定了車輛的扭矩和最大輸出功率等。

當前來看，電動汽車里面用的功率器件主要還是以IGBT為主。它已被汽車零部件企業(yè)和半導體業(yè)者視為重要戰(zhàn)場。

英飛凌、三菱電機等當前在國內依然是許多整車廠和零部件供應商的首選IGBT供貨對象，但是它們的產能限制暫時無法及時跟上國內電動汽車需求的上漲速度。這給了國內功率半導體供應商絕好的機會，如比亞迪，在去年正式推出IGBT 4.0，與英飛凌等供應商爭奪國內市場。

很明顯，IGBT缺貨引發(fā)的焦慮已經蔓延到下一代功率半導體材料——SiC。OEM和模塊供應商搶貨，SiC碳化硅材料供應商也對應加大投資規(guī)模。

以大眾近日選擇合作的主角之一——Cree為例，它的SiC供應和產能在近兩年內呈現(xiàn)出劇烈變化。

去年2月，Cree與英飛凌簽署1億美元的長期協(xié)議，為英飛凌生產和供應Wolfspeed SiC碳化硅晶圓片。該協(xié)議顯示，Cree將向英飛凌供應150 mm SiC碳化硅晶圓片，將幫助英飛凌在包括光伏逆變器和電動汽車等高增長市場擴展產品供應。

去年10月，Cree與一家“全球領先的電力設備公司”簽署了一份價值超過8500萬美元的長期戰(zhàn)略協(xié)議，以生產和供應其Wolfspeed 150 mm碳化硅裸片和外延片。

今年1月，Cree與意法半導體簽署多年協(xié)議。它將為意法半導體生產和供應Wolfspeed碳化硅SiC晶圓片。該協(xié)議包括，在目前這一碳化硅（SiC）功率器件非同尋常的增長和需求時期，Cree將向意法半導體供應價值2.5億美元的先進150mm碳化硅裸片和外延片。

Cree面對這些訂單的直接反應是，5月7日它宣布將投資10億美元，大幅提高SiC MOSFET和晶圓的產能。此次擴產能夠帶來較之2017年SiC碳化硅晶圓制造產能的30倍增長和材料生產的30倍增長。

Yole Développement在Power SiC 2018: Materials, Devices and Applications報告中預計，主逆變器采用碳化硅將導致“2017 - 2023年SiC市場復合年增長率達到108％”。Yole發(fā)現(xiàn)，幾乎所有汽車制造商未來幾年都將在主逆變器中使用SiC。特別是，所有中國汽車OEM都在積極考慮采用SiC。

當然，所有車型都采用SiC還無法成為現(xiàn)實。價格是決定SiC何時在新能源電機控制器上批量使用的關鍵因素。比亞迪股份有限公司第十四事業(yè)部電控工廠廠長楊廣明認為，續(xù)航里程500公里以上的高端SUV車和高端轎車可能會在2021年會開始應用SiC，小型SUV和中型轎車可能在2024年會開始應用一部分SiC，低端車可能會在2025年之后。

就比亞迪而言，它投入巨資布局性能更加優(yōu)異的第三代半導體材料SiC，有望于2019年推出搭載SiC電控的電動車。預計到2023年，比亞迪旗下的電動車將全面搭載SiC電控。

特斯拉Model 3應是最早采用SiC MOSFET的電動汽車。它作為最暢銷的電動汽車，正在快速刺激SiC基功率器件的應用。戴姆勒和保時捷也有意使用SiC。

為滿足快速充電的需要，整車電壓平臺提高是必然趨勢。如戴姆勒正在將驅動電壓從400V增加至約800V，保時捷也打造出800V的高電壓平臺PPE。耐高壓和高功率的功率半導體器件是必不可少的。

SiC的市場正在爆發(fā)，這一點毋庸置疑。真正的問題是，供應鏈是否已準備好迎接市場的加速？

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