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请不要再说国产汽车不行了！ 就在前几个月，国内汽车格局出现历史性的逆转。根据今年前4个月各大车企公布的销量数据，比亚迪、长城两家国产车企旗下单车品牌双双超越丰田，实现了国产品牌对日本老牌车企的首次超越。其中特别值得注意的是，比亚迪战胜丰田，完全靠的是新能源车型宋、秦两个系列的强势表现。而其他民营车企也纷纷加码新能源产业。 根据2022年前4个月的车企销量排名中，吉利、比亚迪、长城、奇瑞4家民营车企均杀入到榜单前10。随着各国陆续公布了燃油车退市时间，我们相信，丰田不会是最后一个被超越的老牌车企，国产新能源汽车的优势，将逐步上升为中国汽车产业的整体优势。
不过，我们在加大汽车销售力度的同时，也要注重内在研发，切不能重蹈手机和电脑“无芯可用”的覆辙。而在新能源汽车芯片重要原材料——碳化硅（SiC)的全球供应链上，我们一直紧跟行业步伐，甚至，在某些方面我们已经实现完全自主。 一、半导体材料的3个时代碳化硅，化学式为SiC，是第三代半导体材料的四个主要成员之一，其他3个分别为氮化镓、氮化铝、氧化锌。 需要注意，之前提到的半导体“三代”的划分，沿用的是国内惯用的“断代法”，而划分依据，则主要取决于基础材料类型、材料功能优化程度这两大因素。 从材料类型来看，半导体产业先后出现3次本质性的改变： 第一次改变，是单晶硅替代单晶镉。 由于硅元素本身难以与其他物质发生化学反应的物理特性，强化了以硅作为原材料的半导体芯片的耐高温、抗辐射等性能。
而极高的自然储量，又为硅基芯片的大规模普及创造了天然条件。截至目前，全球90%以上的分立器件、集成电路，均由硅基芯片构成。而我国半导体产业的“落后”，也主要是落后在了硅基半导体方面。 一直以来，欧美国家在硅基大尺寸晶圆、相关芯片制程方面，已经形成高度成熟的闭环产业链。中国想要在这一领域追赶上来，只能一道关一道关地硬闯，毫无捷径可言。 从第二代半导体开始，半导体材料进入化合物材料阶段。 上世纪70年代，以砷化镓、磷化铟为代表的二代半导体，进入到半导体产业链当中。相比一代半导体，二代半导体几乎不受摩尔定律限制，同时具备更低的载流子浓度和更优秀的耐热、抗辐射性能。
就功能而言，二代半导体已经具备取代硅基芯片的资格。然而很可惜，镓、铟等元素，均为地壳内含量低于0.02%的稀有金属，开采成本极高。此外，其加工过程对环境的负面影响也非常明显。 两方面因素限制，使二代半导体的应用范围仅局限于少数高频、大功率电子器件领域。那么，是否有哪种材料，既能解决性能问题，同时在自然就中储量极高，且容易生产呢？ 二、为什么碳化硅材料这么重要？时间来到上世纪90年代，同时具备耐高温、耐高压、高功率、低导通电阻等卓越性能于一身的三代半导体材料面世。其中的碳化硅，最受高新科技行业的关注，甚至被业内人士誉为“新一代电子产品的核心材料”。那么碳化硅究竟有哪些优势？
1、禁带宽度更高 拿硅材料作比，碳化硅的禁带宽度是硅的3倍，而击穿场强是硅的7倍左右，以上两个特性，使碳化硅半导体在高压高功率场景的表现明显优于单硅器件。 2、散热性能更好 此外，碳化硅的热导率是硅的3.3倍，散热性能良好。这个特点为碳化硅器件缩小体积创造了天然条件，很好地契合了当前电子组件小型化的行业需求。 3、自然界存量高 碳化硅由碳和硅两种元素构成，两者在自然界中的存量都极高。而且，其提取、加工难度也明显低于二代半导体们。
由于具有的耐高压、耐高温、低损耗、膨胀系数小等特殊性能，碳化硅也成为近年来半导体领域最热门的材料。在新能源汽车、光伏、家电等领域，有着广泛的应用。 那么，我国在碳化硅方面，发展如何呢？ 三、为什么说碳化硅是中国半导体逆袭的关键？与传统半导体动辄“二、三十年差距”有所不同，以碳化硅为主的三代半导体赛道上，国内外企业大体上处于同一起跑线。拿最关键的衬底环节来说，国内外企业之间的差距仅有5年左右。 自20世纪70年代美国企业开始研发碳化硅，的确具有一定的领先优势，截止到2021年，美国科锐公司在碳化硅衬底业务上，占据40%左右的市场份额。其他份额，由欧洲的英飞凌、意法半导体分而居之。
在成品份额方面，以美国科锐、日本富士电机、德国英飞凌为首的国际巨头，占据全球90%以上的市场份额。看似形成了类似硅基半导体产业的“垄断”局面，但实际上，在SiC器件制造的各个阶段，都有国产企业紧随其后。 比如在衬底方面，有山东天岳、北京天科合达等企业，已经可以供应3到6英寸单晶衬底；外延方面，也有东莞天域、厦门瀚天天成提供配套外延服务。特别是在碳化硅器件设计、制造、封装等领域，以三安光电、比亚迪为代表的一众国内企业，分别取得了不俗的突破。 比如三安光电曾对外透漏，其应用SiC衬底的Mosfet芯片也已进入产品验证周期，距离投入市场仅一步之遥。而比亚迪“汉”系列车型的碳化硅功率器件，已经实现了100%自给自足。
在技术紧密追赶的同时，国产碳化硅还有一个得天独厚的优势：每年翻倍增长的国内新能源汽车产业。 四、结语根据英飞凌的预测，到2025年，碳化硅器件在新能源车中的渗透率有望提升至20%。另据国际能源署预测，到2030年，全球新能源汽车保有量将达到2.45亿辆左右。 考虑到我国新能源汽车高达65%的全球市场份额，新能源汽车发展形势的总体向好，无疑会带动国内SiC配套技术的快速进步。和发展近百年、产业布局高度成熟的硅基半导体相比，化合物半导体的出现，无疑为中国企业在半导体领域的崛起，提供了新思路和新赛道。
当前我国的SiC产业，在上游材料、设备研发、人才梯队建设等方面，已经基本做到了与欧美企业并驾齐驱，而在衬底、产品良率、大尺寸晶圆制作等方面的短板，也必将随着新能源汽车、5G通讯等配套产业的完善，得到显著改善。 相信在市场、技术、人才，三者俱全的条件下，国产碳化硅实现对国际领先技术的超越，很快就能到来。 |
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