【研報】電力設備及新能源行業功率半導體專題之二：SiC功率器件性能卓越產業化在即-20200302[24頁].pdf

1、 請務必閱讀正文之后的免責條款 SiC 功率器件性能卓越，產業化在即功率器件性能卓越，產業化在即 電力設備及新能源行業功率半導體專題之二2020.3.2 中信證券研究部中信證券研究部 核心觀點核心觀點 弓永峰弓永峰 首席電新分析師 S1010517070002 袁健聰袁健聰 首席新材料分析師 S1010517080005 宋韶靈宋韶靈 首席新能源汽車分 析師 S1010518090002 聯系人：華夏聯系人：華夏 新一代新一代 SiC 功率半導體產憑借其低功耗、長壽命、高頻率、體積小、質量輕等功率半導體產憑借其低功耗、長壽命、高頻率、體積小、質量輕等 優勢，在優勢，在 EV、軌交、通信及光伏領

2、域具備較強的替代潛力；隨著、軌交、通信及光伏領域具備較強的替代潛力；隨著 SiC 器件成器件成 本不斷下降，未來有望在強化產品全生命周期成本優勢的基礎上，逐步實現初本不斷下降，未來有望在強化產品全生命周期成本優勢的基礎上，逐步實現初 始投資優勢，長期始投資優勢，長期發展空間發展空間巨大巨大。 SiC 材料性能領先，全生命周期成本優勢可期材料性能領先，全生命周期成本優勢可期。據 Texas Instruments 的研究顯 示， SiC 相對上兩代材料具備高禁帶寬度、高飽和電子漂移速度、高熱導率等 優勢，更適用于高功率環境。以 Model 3 為例，結合 Microsemi 的資料進行測 算，在

3、一定的成本降幅下，SiC 器件系統成本經濟性有望在未來 3-4 年實現。 SiC 與功率器件加速融合，全球廠商加速布局與功率器件加速融合，全球廠商加速布局。SiC-JBS 二極管和 MOSFET 晶 體管因其性能優越，成為目前應用最廣泛、產業化成熟度最高的 SiC 功率器件； SiC（混合）模塊成為當前較多廠商的應用選擇。根據 IHS 數據，2017 年 SiC 器件市場， Cree 占據了 26%的市場份額， 其次為羅姆 （21%） 和英飛凌 （16%） 。 全球龍頭先發與協同優勢顯著， 建議關注未來結合應用端有望實現突圍的國內企 業。 高高功率場景前景功率場景前景光明光明，產業化在即，產業

4、化在即。據 IHS 數據，2023 年全球 SiC 器件需求有 望達 16.44 億美元，2017-2023 年復合增速約為 26.6%；下游主要應用場景包 含 EV、快充樁、UPS 電源（通信）、光伏、軌交以及航天軍工等領域，其中電 動車行業有望迎來快速爆發（CAGR 81.4%），通信、光伏等市場空間較大。伴 隨 SiC 器件成本下降，全生命周期成本性能優勢有望不斷放大，潛在替代空間 巨大。 風險因素：風險因素：SiC 下游應用不及預期，SiC 功率器件成本下降不及預期，國產企業 產品研發不及預期，國產企業市場化推廣緩慢。 投資策略。投資策略。全球產業維度下，海外龍頭起步早，國內企業正加速

5、產業化推廣，建 議關注產業鏈各環節國內優質企業，重點推薦中車時代電氣（H）、楚江新材、 比亞迪（A+H），建議關注天通股份、有研新材。 重點公司盈利預測、估值及投資評級重點公司盈利預測、估值及投資評級 簡稱簡稱 收盤價收盤價 （元（元/ 港元港元） EPS（元）（元） PE 評級評級 2018 2019E 2020E 2018 2019E 2020E 中車時代 電氣（H） 27.25 2.22 2.45 2.70 11.01 9.97 9.05 買入 楚江新材 7.82 0.39 0.35 0.46 20.05 22.34 17 買入 比亞迪 65.37 1.02 0.61 0.71 64.0

6、9 107.16 92.07 買入 比 亞 迪 （H） 47.7 1.02 0.61 0.71 41.94 70.13 60.25 買入 天通股份 9.54 0.28 0.19 0.34 34.07 50.21 28.06 買入 有研新材 13.6 0.09 0.12 0.22 151.11 113.33 61.82 買入 資料來源：Wind，中信證券研究部預測 注：股價為 2020 年 2 月 28 日收盤價，中車時代電氣 （H）、比亞迪（H）股價為港元，EPS 為人民幣。 電力設備及新能源電力設備及新能源行業行業 評級評級 強于大市強于大市（維持維持） 電力設備及新能源電力設備及新能源行業

7、行業功率半導體專題之二功率半導體專題之二2020.3.2 目錄目錄 三代半導體材料性能領先三代半導體材料性能領先 . 1 SiC 與功率器件加速結合，全球廠商持續入局與功率器件加速結合，全球廠商持續入局 . 2 SiC 與功率器件：從二極管、晶體管到模塊 . 2 性能優勢顯著，功耗與體積改善明顯 . 3 全球功率器件龍頭維持領先，國產廠商逐步入局 . 4 高功率場景前景巨大，產業春天將至高功率場景前景巨大，產業春天將至 . 7 定位高功場景，細分市場增長潛力巨大 . 7 EV：車型商用逐步開啟，增長動力充足 . 8 軌道交通：能效優勢顯著 . 9 通信：5G 產業化孕育巨大空間 . 10 光伏

8、：全生命周期優勢明顯，降本速度將深度影響初始投資 . 11 系統成本路徑推演，經濟性可期系統成本路徑推演，經濟性可期 . 12 風險因素風險因素 . 14 投資建議投資建議 . 14 相關公司與重點推薦相關公司與重點推薦 . 14 oPrOqQnRmRrPmOnMoRvMtMaQ8Q7NtRnNoMrRlOrRoNkPpPsR6MmMyRwMmNxPvPmQvM 電力設備及新能源電力設備及新能源行業行業功率半導體專題之二功率半導體專題之二2020.3.2 插圖目錄插圖目錄 圖 1：功率半導體載體材料發展 . 1 圖 2：不同工況測試下 MOSFET-SiC 和 IGBT-Si 功耗對比 . 2

9、 圖 3：不同工況測試下 MOSFET-SiC 和 IGBT-Si 效率對比 . 2 圖 4：SiC 混合模塊結構原理圖 . 3 圖 5：混合 SiC 器件和傳統 Si 器件性能對比（一） . 3 圖 6：混合 SiC 器件和傳統 Si 器件性能對比（二） . 3 圖 7：SiC 混合模塊與 IGBT（Si 基）模塊對比 . 4 圖 8：SiC 功率半導體市場化時間表 . 4 圖 9：2017 年 SiC 器件市場格局 . 6 圖 10：SiC 功率半導體制備工藝 . 6 圖 11：SiC 功率半導體器件產業鏈 . 7 圖 12：從功率和頻率角度選取功率半導體器件 . 7 圖 13：SiC 功

10、率半導體的下游應用及增長 . 8 圖 14：Tesla Model 3 逆變器結構 . 8 圖 15：使用 SiC-PE 的列車直流系統中的能源流 . 9 圖 16：通信電源主要由可控 PFC、逆變和整流組成 . 10 圖 17：2019-2028 年中國 5G 基站集采規模測算（萬站） .11 圖 18：中國及海外市場當年新增光伏裝機規模（MW，左軸）及 IGBT 采購需求（億元， 右軸） . 12 圖 19：MOSFET-SiC 和 IGBT-Si 價格對比 . 12 圖 20：第三代材料功率半導體成本下降曲線. 13 圖 21：不同裝機電池容量下，MOSFET（SiC）與 IGBT（Si

11、 基）對應系統成本差額對比 . 13 圖 22：MOSFET（SiC）不同年成本降幅對應的系統成本差額變化情況($/Arms) . 14 表格目錄表格目錄 表 1：三代功率半導體材料物理特性對比 . 1 表 2：全球部分 SiC 功率半導體廠商概覽 . 4 表 3：部分海外車型功率半導體價值量測算（美元） . 9 表 4：分類別軌道交通功率半導體情況 . 9 表 5：企業布局和產品進展情況 . 10 表 6：10kW 交錯升壓轉換器功率半導體價值量（美元）.11 表 7：中車時代電氣盈利預測 . 15 表 8：比亞迪（A+H）盈利預測 . 16 表 9：楚江新材盈利預測. 17 表 10：天通

12、股份盈利預測. 17 表 11：有研新材盈利預測 . 18 電力設備及新能源電力設備及新能源行業行業功率半導體專題之二功率半導體專題之二2020.3.2 1 三代半導體材料性能領先三代半導體材料性能領先 功率半導體器件的載體材料持續迎來突破，第三代材料前景可觀。功率半導體器件的載體材料持續迎來突破，第三代材料前景可觀。當前，在 Si 基半 導體材料性能已接近極限的背景下，第三代功率半導體材料 SiC 和 GaN 正快速推進產業 化進程。二者在各自物理特性上的優勢區別，也導致二者在具體下游應用存在一定差別。 圖 1：功率半導體載體材料發展 資料來源：DIGITIMES，先探，和訊，Element

13、 Six Technologies，中信證券研究部 表 1：三代功率半導體材料物理特性對比 特性參數特性參數 第一代第一代 第二代第二代 第三代第三代 Si GaAs SiC GaN 禁帶寬度(eV) 1.1 1.4 3.2 3.4 臨界擊穿電壓（MV/cm) 0.3 0.4 3 3.3 飽和電子漂移速度(107cm/s) 1 2 2 2.5 電子遷移率(cm2/V*s) 1350 8500 900 1000 工作溫度(） 250 350 500 500 熱導率(W/cm*K) 1.3 0.5 3.7 1.3 資料來源：Texas Instruments，中信證券研究部 第三代半導體材料有望引

14、領產品性能全面提升。第三代半導體材料有望引領產品性能全面提升。 根據Texas Instruments的研究顯示， 第三代功率半導體材料 SiC/GaN 在物理性能指標上，相對上兩代材料優勢明顯：1）高禁 帶寬度：禁帶寬度越寬，臨界擊穿電壓越大，高壓運行條件下可以減少所需器件數目；2） 高飽和電子漂移速度：可減少轉換過程中的功耗；3）高熱導率：可減少所需冷卻系統， 同時也更適用于高功率應用。 電力設備及新能源電力設備及新能源行業行業功率半導體專題之二功率半導體專題之二2020.3.2 2 圖 2：不同工況測試下 MOSFET-SiC 和 IGBT-Si 功耗對比 資 料 來 源 ： Benef

15、its of new CoolSiCTM MOSFET in HybridPACKTM Drive package for electrical drive train applications （Waldemar Jakobi etc.） ，中信證券研究部 圖 3：不同工況測試下 MOSFET-SiC 和 IGBT-Si 效率對比 資 料 來 源 ： Benefits of new CoolSiCTM MOSFET in HybridPACKTM Drive package for electrical drive train applications （Waldemar Jakobi et

16、c.） ，中信證券研究部 綜合來看，三代材料的物理特性優勢較為明顯，在高壓、高頻、高溫等應用領域，存 在較大的替代優勢。 SiC 與功率器件加速結合，全球廠商持續入局與功率器件加速結合，全球廠商持續入局 SiC 與功率器件：從二極管、晶體管到模塊與功率器件：從二極管、晶體管到模塊 SiC 與功率器件主要的結合方式，包括二極管、晶體管和模塊（混合模塊）三大類。與功率器件主要的結合方式，包括二極管、晶體管和模塊（混合模塊）三大類。 （一）SiC 功率二極管：主要包括肖特基二極管（SBD） 、PIN 二極管、結勢壘控制肖 特基二極管（JBS）三種類型。SiC-SBD 的出現，幫助 SBD 的應用電壓

17、范圍，從 250V 提高到 1200V。在 3kV 以上的整流器應用領域，SiC-PiN 和 SiC-JBS 較 Si 基整流器具有 更高的擊穿電壓、更快的開關速度、更小的體積和更輕的重量，實際應用正不斷增加。 （二）SiC 晶體管：主要包括金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET） 、雙極型 晶體管（BJT） 、結型場效應晶體管（JFET） 、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）和門極可關 斷晶閘管（GTO）等，目前在車用領域，SiC-MOSFET 已經在部分車型中開始商業化應 用。 總體來看，SiC JBS 二極管和 MOSFET 晶體管由于其性能優越，成為目前應用最廣 泛、產業化成熟度最高的

18、 SiC 功率器件。 （三）SiC（混合）模塊：隨著由 Si-IGBT 芯片和 Si-FWD 芯片組成的 IGBT 模塊在 追求低耗的道路上走向理論極限， 而具有耐熱性和耐高壓擊穿能力的 SiC器件成本仍較高， 混合型 SiC 模塊 （Si-IGBT+SiC-SBD） 被認為是綜合器件性能和材料成本的折衷優化選擇。 為進一步提升 SiC 功率器件的電流容量，通常采用模塊封裝的方法把多個芯片進行并聯集 成封裝。SiC 功率模塊率先從由 IGBT-Si 基芯片和 SiC JBS 二極管芯片組成的混合功率模 塊產品發展而來。 0 100 200 300 400 500 600 AUDCNEDCWLT

19、PARDCAHDC 功耗(W) SiSiC 95 95.5 96 96.5 97 97.5 98 98.5 99 99.5 100 AUDCNEDCWLTPARDCAHDC 效率(%) SiSiC 電力設備及新能源電力設備及新能源行業行業功率半導體專題之二功率半導體專題之二2020.3.2 3 SiC 混合模塊采用大芯片面積、大電流等級的 Si-IGBT 作為主器件，小芯片面積、小 電流等級的 SiC-MOSFET 作為輔助器件。二者并聯實現小電流時由 SiC-MOSFET 導通， 此時 SiC-MOSFET 極低的導通電阻可以有效減少導通功耗； 大電流時由 IGBT 導通， 此時 IGBT

20、大電流下導通壓降小的優勢也可以減少導通損耗。 圖 4：SiC 混合模塊結構原理圖 資料來源：中國電機工程學報 隨著 SiC-MOSFET 器件的成熟，Wolfspeed、Infineon、三菱、Rohm 等公司，相繼 開發了由 SiC-JBS 二極管和 SiC-MOSFET 組成的全 SiC 功率模塊。目前，SiC 功率模塊 產品最高電壓等級為 3300 V，最大電流 700 A，最高工作溫度為 175 。在研發領域， SiC 功率模塊最大電流容量達到 1200 A，最高工作溫度達到 250 ，并采用芯片雙面焊 接、新型互聯和緊湊型封裝等技術來提高模塊性能。 性能優勢顯著，功耗與體積改善明顯性

21、能優勢顯著，功耗與體積改善明顯 與傳統 Si-IGBT 器件對比，混合 SiC 器件的 IGBT 導通損耗可以減少 55%，二極管關 斷損耗可以減少 95%， 將該混合器件運用到鐵路牽引系統， 預計將減少 30%的功率損耗。 工作損耗的降低以及工作溫度的上升使得集成度更高，因此相比于相同電流大小的 Si IGBT 器件，混合 SiC 器件體積可以減小 30%左右。 圖 5：混合 SiC 器件和傳統 Si 器件性能對比（一） 資料來源：三菱電機，中信證券研究部 圖 6：混合 SiC 器件和傳統 Si 器件性能對比（二） 資料來源：三菱電機，中信證券研究部 0.00 0.50 1.00 1.50

22、2.00 2.50 3.00 Si IGBT器件混合SiC器件 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% IGBT導通損耗二極管關斷損耗逆變器功耗 Si IGBT器件混合SiC器件 電力設備及新能源電力設備及新能源行業行業功率半導體專題之二功率半導體專題之二2020.3.2 4 圖 7：SiC 混合模塊與 IGBT（Si 基）模塊對比 資料來源：富士電機 全球功率器件龍頭維持領先，國產廠商逐步入局全球功率器件龍頭維持領先，國產廠商逐步入局 功率半導體傳統強者與材料龍頭產業化領先，國產廠商逐步入局。功率半導體傳統強者與材料龍頭產業化領先，國產廠商逐步入局。目前，國際上主要 的 S

23、iC 功率器件產業化公司有美國 Wolfspeed （Cree 子公司） 、 德國 Infineon、 日本 Rohm、 歐洲的意法半導體（STMicroelectronics） 、日本三菱（Mitsubishi） 。另外，美國通用電氣 （GE） 、日本豐田（Toyota） 、日本富士（Fuji） 、日本東芝（Toshiba） 、MicroSemi、USCi、 GeneSiC、中車時代電氣等公司也開發了 SiC 功率器件產品。 圖 8：SiC 功率半導體市場化時間表 資料來源：Yole 表 2：全球部分 SiC 功率半導體廠商概覽 廠商廠商 SiC 二極管二極管 SiC 晶體管晶體管 SiC

24、模塊模塊 英飛凌（Infineon） 2001 年，最先發布 SiC 肖 特基功率二極管產品， 前四 代 SiC 二極管以 600 V、 650 V 產品為主， 從第五代 推出了溝槽柵的 1200 V SiC MOSFET 產品 CoolSiC 混合模塊 電力設備及新能源電力設備及新能源行業行業功率半導體專題之二功率半導體專題之二2020.3.2 5 廠商廠商 SiC 二極管二極管 SiC 晶體管晶體管 SiC 模塊模塊 開始推出 1200 V 產品，即 將推出第六代低開啟電壓 的 SiC JBS 產品。 Cree（Wolfspeed） 2001 年，實現了 SiC 肖特 基功率二極管的產業化

25、。 第 四代及以前的產品為平面 型，第五代為溝槽型，并且 在第五代 650 V 器件中采 用了晶圓減薄工藝將 SiC 晶圓由 370 m 減薄至 180 m，進一步提高了器件的 性能。 2011 年開始銷售 SiC MOSFET 產品。推出了 600 V、 1200 V和1700 V 共三個電壓等級、 幾十款 平面柵 MOSFET 器件產 品， 電流從 1 A50 A 不 等；2017 年 3 月，發布 了 900 V/150 A 的 SiC MOSFET 芯片，是目前 單芯片電流容量最大的 SiC MOSFET 產品。 1200V、1700VSiC 模塊 Rohm 開發了三代 SiC 二極管

26、， 最 新產品也采用了溝槽型結 構 2010 年，日本 Rohm 公 司首先量產 SiC MOSFET 產品。Rohm 公司的 SiC MOSFET 產 品有平面柵和溝槽柵兩 類， 電壓等級有 650 V 和 1200 V。 SiC SBD 和 SiC MOSFET 的全 SiC 電源 模塊 意法半導體 ST 600V-1200V的SiC二極管 開發了 650 V-1200 V 的 SiC MOSFET 產品 安森美 650V和1200V SiC二極管 2018 年 12 月， 發布首款 1200V SiC MOSFET 2019 年下半年，發布 1700V SiC 二極管以及 首批 900V

27、 和 650V SiC MOSFET 計劃在 2020 年中期發布 首批 1700V SiC MOSFET 提供使用 1200V SiC 二 極管的混合電源集成模 塊（PIM），將很快提供 包含 1200V SiC MOSFET 的完整 SiC 模 塊 三菱 600VSiC SBD 600V、1200V、1700V 混合 SiC 模塊， 3300V 全 SiC 模塊 東芝 650V SiC SBD 1700V， 3300V 全 SiC 模 塊 富士 650V，1200V SiC SBD 600V，1200V 混合 SiC 模塊 GeneSiC 開發了1200 V和1700 V 的 SiC BJ

28、T 產品 USCi 開發了 1200 V 的 SiC JFET 產品 中車時代電氣 2018 年 2 月 1 日，6 英寸 SiC 器件生產線在北京成 功通線； SiC 肖特基二極管 （SiC SBD）產品，目前涵 蓋650/1200/1700V三個電 壓等級、五大產品類型 泰科天潤 SiC 肖特基二極管產品已 于 2014 年成功量產，產品 涵蓋 600V-3300V 等中高 壓范圍 電力設備及新能源電力設備及新能源行業行業功率半導體專題之二功率半導體專題之二2020.3.2 6 廠商廠商 SiC 二極管二極管 SiC 晶體管晶體管 SiC 模塊模塊 華天恒芯 已經具備量產 650V/120

29、0V/1700V SiC 肖特基二極管的能力 資料來源：公司官網，中信證券研究部 根據 IHS 數據，2017 年 SiC 器件市場美國 Cree 占據了 26%的市場份額，其次為羅 姆和英飛凌，分別占據 21%和 16%的市場份額。 圖 9：2017 年 SiC 器件市場格局 資料來源：IHS Markit，中信證券研究部 SiC 功率器件的制備過程， 包含 SiC 粉末合成、 單晶生長、 晶片切磨拋、 外延 （鍍膜） 、 前道工藝（芯片制備） 、后道封裝。 圖 10：SiC 功率半導體制備工藝 資料來源：Oak Ridge National Laboratory 全產業鏈維度，海外具備先發

30、優勢的龍頭 Gree、Rohm、英飛凌等多已經滲透多個環 節，具備較強的先發與協同優勢；國產企業正加速入局，目前看各環節分工較為細化。 26% 21% 16% 9% 7% 21% Cree羅姆英飛凌三菱意法其他 電力設備及新能源電力設備及新能源行業行業功率半導體專題之二功率半導體專題之二2020.3.2 7 圖 11：SiC 功率半導體器件產業鏈 資料來源：山東東岳，瀚天天成，英飛凌，比亞迪，陽光電源，國家電網，中國日報，中信證券研究部 高功率場景前景巨大高功率場景前景巨大，產業春天將至產業春天將至 定位高功場景，細分市場增長潛力巨大定位高功場景，細分市場增長潛力巨大 目前目前 SiC 功率器

31、件主要定位于功率在功率器件主要定位于功率在 1kw-500kw 之間、 工作頻率在之間、 工作頻率在 10KHz-100MHz 之間的場景，特別是一些對于能量效率和空間尺寸要求較高的應用之間的場景，特別是一些對于能量效率和空間尺寸要求較高的應用。如電動汽車車載充電 機與電驅系統、直流充電樁（快充樁） 、光伏微型逆變器、高鐵、智能電網、工業級電源 等領域，可替代部分硅基 MOSFET 與 IGBT。 圖 12：從功率和頻率角度選取功率半導體器件 資料來源：Texas Instruments，中車時代電氣，特來電，陽光電源，中信證券研究部 據 IHS 數據顯示，2017 年全球 SiC 功率器件市

32、場空間約為 3.99 億美元，預計整體需 求規模 2017-2023 年復合增速約為 26.6%，2023 年全球需求有望達到 16.44 億美元。下 電力設備及新能源電力設備及新能源行業行業功率半導體專題之二功率半導體專題之二2020.3.2 8 游主要應用場景，包含 UPS 電源、電動車、充電樁、電機、光伏、軌交以及航天軍工等 領域，其中電動車、充電樁等領域增長強勁，預計 CAGR 有望達 81.4%/58.0%；此外， UPS、光伏等市場空間亦相對較大。 圖 13：SiC 功率半導體的下游應用及增長 資料來源：IHS Markit EV：車型商用逐步開啟，增長動力充足：車型商用逐步開啟，

33、增長動力充足 Tesla Model 3開始采用意法半導體(STM)定制的SiC-MOSFET， 參數為650V/100A， 每一輛 Model 3 搭載 24 個 650V/100A SiC-MOSFET 模塊，每個模塊中 2 片 SiC 芯片并 聯。 圖 14：Tesla Model 3 逆變器結構 資料來源：Tesla Model 3 動力系統（主逆變器）解析（二）（楊逸軒） 目前市場上并無相關售價數據，但參考 STM 公司型號與上述商品相近的產品 SCTW100N65G2AG（650V/95A，汽車級別） ，結合 Mouser 網站報價，考慮到特斯拉用 量較大， 可能存在一定的議價優勢

34、。 在此基礎上測算后， 預計采用 SiC-MOSFET 的 Model 3 中，功率半導體價值量約為 850 美元左右，單位電流功率器件成本約為 1.63 $/Arms， 電力設備及新能源電力設備及新能源行業行業功率半導體專題之二功率半導體專題之二2020.3.2 9 單純以功率半導體單位成本考慮，成本仍較高。 表 3：部分海外車型功率半導體價值量測算（美元） 車型車型 功率半導體功率半導體 器件種類器件種類 售價售價($) 逆變器峰值相逆變器峰值相 電流電流(Arms) IGBT/MOSFET 價值量價值量($) IGBT/MOSFET 成本成本($/Arms) IGBT 價價 值量值量/售

35、價售價 Model S IGBT 74490 1500 540 0.36 0.72% Model X IGBT 79690 1500 660 0.44 0.83% Model 3 MOSFET 35690 530 864 1.63 2.42% Nissan Leaf IGBT 31600 425 636 1.50 2.01% 資料來源：特斯拉、日產公司官網，中信證券研究部測算 2 月 28 日，比亞迪公布了自主研發并制造的高性能 SiC-MOSFET 控制模塊。據界面 新聞報道，比亞迪的 SiC 模塊能夠降低內阻，增加電控系統的過流能力，大幅提升電機的 功率與扭矩，該模塊將搭載在比亞迪漢 EV

36、 車型上。目前看，全球領先的 EV 主機廠商正 全面加速 SiC 器件在具體車型的商業化應用。 軌道交通：能效優勢顯著軌道交通：能效優勢顯著 SiC 器件可以實現設備進一步高效率化和小型化，在軌道交通方面具有巨大的技術優 勢。 圖 15：使用 SiC-PE 的列車直流系統中的能源流 資料來源：橡樹嶺國家實驗室 其一，SiC 器件可以將功率損耗從 5-6%減少到 2-3%。其二，SiC 良好的高溫性能可 以減少冷卻系統體積，高頻的特性可以減少 30%的逆變器重量，因此節約了 3.2-8.6%能 源。其三，高頻也使得逆變器和發動機可以快速響應，進一步提高效率。 表 4：分類別軌道交通功率半導體情況 功率范圍功率范圍 結構結構 功率器件功率器件 單車功率器件價值量單車功率器件價值量 地鐵/電車 100-700kW 2-4 個逆變器 1.7kV IGBTs $13,000 城際軌道交通 0.5-1MW 20 個逆變器 1.7k/2.5/3.3