續盈有限公司

特斯拉大砍碳化矽用量，矽基元件重回車用功率市場懷抱

2023.04/07

|

產業趨勢探勘

  1. 特斯拉於今年3月1日的投資人日強調，下一代車型組裝成本將力拚減少 50%，並計畫下一代傳動系統將減少 75% 第三類半導體的碳化矽晶片使用量，並且又能不影響其電動車性能及效率。

  2. 特斯拉的下一代傳動系統將使用一種混合矽與碳化矽晶片的結構，這兩種晶片會在電動車加速時一同運作，這種混合式架構僅適用於特斯拉的次代平台，也就是低成本、小型且表現效能較低階的車種，不會推廣至現有款(Model S、X、3、Y)或Cybertruck，由於電動車驗證時間長，下一代傳動系統至少要兩年以上才能夠達到量產階段，因此可能要到2026年以後才會推出。

  3. 由於電動車市場競爭激烈，特斯拉為了要維持 50% 銷成長，面臨以下諸多挑戰，包括：1) 碳化矽因為良率仍偏低而導致成本高昂、2) 電動車、新能源及工業搶購碳化矽，導致取得碳化矽晶片取得不易、3) 碳化矽目前產能不足，電動車廠採取簽長約以取得穩定貨源，同時也和國際 IDM 廠共同擴產。基於以上原因，導致了碳化矽晶片長期處於賣方市場，其產量也集中在少數IDM廠商，也讓特斯拉必須另尋方法突破難以取得碳化矽的困境。

  4. 特斯拉的態度轉變也跟其急於提升總產量有關，若是要維持高產銷成長，必定要控制碳化矽居高不下的成本，以維持獲利結構，預計其他車廠也將跟進採用混合架構來更進降低電動車的生產成本。

  5. 碳化矽在高電壓、高功率表現良好，同時具有極佳的散熱性，因而適合應用在電動車、太陽能、5G、低軌衛星等新興領域，然而卻相對昂貴，儘管與傳統晶片的價格差距近年已大幅縮小，但成本仍然是矽基元件的兩倍左右。

  6. 特斯拉設計總監Franz Von Holzhausen表示，從Model S、X到3、Y等車款，目前已將電動車成本減少了一半以上，同時也打出降價策略，讓特斯拉在2022年繳出了接近50%的產能及交車數成長，並預計2023年將生產180萬輛電動車。但為了要實現在2030年產量達到2,000萬輛電動車的目標，勢必需要進一步大砍電動車成本並推出下一代的車款，才有可能讓更多消費者接受。

 

碳化矽元件仍扮演電動車關鍵角色，中高階市場供不應求

  1. 儘管碳化矽晶片成本居高不下，但因其具更低電阻，讓電流傳導時減少耗損，使電動車電池電量更高效率使用，不會造成高電阻產生散熱問題，也不需花費額外成本設計散熱系統，能同時降低成本與車輛重量，並讓電動車有更高續航力。

  2. 碳化矽晶片相較矽基晶片能承受更高溫(高達 200°C)，超越傳統矽基半導體因封裝技術限制無法承受高溫，故更適合在高溫下的電動車加速下操作。此外，碳化矽可承受高電壓達 1200V，減少採用矽基半導體因需開關切換時的電流損耗，解決現有散熱問題，也因不需頻繁開關切換，使電動車電池使用更有效率，也能降低車輛設計成本。因此，碳化矽晶片因具耐高溫、高壓、低電阻特性，可設計更小的傳動系統架構，多出來的空間讓電動車乘坐空間更舒適，或將電池做的更大，以達更高行駛里程。

  3. 除非特斯拉的下一代傳導系統可以同時兼顧成本的節約與效能的進一步提升，也就是性價比更高的產品，才可能壓抑碳化矽需求，但因矽基半導體本身的侷限，因此中高階現有車款對於碳化矽的需求仍是存在，故在可見的中短期內對碳化矽整體供應鏈而言影響非常有限。

  4. 目前全球碳化矽主流為 6 吋晶圓，年產能約 40-60 萬片，集邦預估 2025 年 6 吋 SiC 晶圓需求量將達 169 萬片，市場供給仍相當吃緊，現階段 8 吋仍不符合成本效益，至少 3 年內很難取代 6 吋晶圓，6 吋晶圓仍具備一定成本競爭力。

  5. 8吋矽化矽產量要大量開出，至少還需要3年以上。在傳統的邏輯晶圓，尺寸放大一階，設備相對前一代產品可能是1.3-1.5倍的價格，並帶來兩大效益：一是晶圓尺寸變大，再透過製程微縮產量增加，等於讓產量有加乘效益，然而碳化矽沒有微縮，只有面積放大的效益，8吋基板面積是6吋的1.77倍，但成本目前仍為2倍，卻遠高於1.77倍，還未降到1.5倍的甜蜜點，因此車廠對於轉進8吋的意願偏低，除了IDM廠因有整體一貫化以及搶市占先機的考量，否則對大部分現行的電動車廠來說，還沒有轉換效益的誘因。

 

燃油車去庫存加入銷價競爭，車用功率元件短期承壓

  1. 目前全球最大電動車市場的中國，今年3月間繼湖北政府動用財政補貼支持武漢東風汽車集團大減價之後，包括北京、天津、上海、浙江、河南、四川、黑龍江、山西、雲南、海南和貴州等數十個省市都陸續跟進公布相關政策以促進汽車消費的措施。燃油車大降價的背後，反映出的是新能源汽車加速替代燃油車市場份額導致燃油車滯銷，因此由政府帶頭加大力道去化庫存。

  2. 由於燃油車國六B標準預計在今年7月1日生效，導至僅符合國六A標準的汽車將無法在7月之後掛牌，促使近期車廠大幅降價，不濟成本的清除燃油車庫存。因此在今年7月1日之前的3-6月，車廠和經銷商的價格戰只會愈演愈烈，老款燃油車因清庫存售價可能會進一步下探，同時在老款燃油車的大降價促銷之下，其他燃油車、新能源車也被迫加入削價競爭行列。 

  3. 中國汽車流通協會數據顯示，2月中國汽車經銷商庫存預警指數為58.1%，較1月上升2%，80.2%經銷商認為2月銷量未達預期。去年新能源車銷量和前年比淨增268萬輛，但燃油車卻年減230萬輛。也顯示新能源汽車的出現，反而讓燃油車市場競爭更加白熱化。

  4. 每台燃油車平均用到18個功率半導體元件，而電動車則會用到250個功率半導體元件，數量將近增加13倍；另外從成本來說，每台燃油車的功率半導體元件成本約80美元、電動車則是550美元，超過5倍。因此，在燃油車的短期促銷下，功率元件需求也可能會短期下滑，直到燃油車的削價競爭結束或新法規上路後，電動車的需求才會恢復，並重新帶動功率元件的市場。

 

GoldON投資方向思考

  1. 在今年上半年中國電動車市場中國因受到燃油車的新法規禁令，讓傳統車廠為了清庫存而削價競爭的影響之下，電動車的市場將會受到排擠，連帶的功率半導體需求也受到牽連。

  2. 由於上半年電動車的市場不如預期，反而更加速了緩解車用晶片長短料的問題，預計下半年燃油車促銷戰結束，電動車相關晶片的供應將會更加無虞，也同時能放大電動車的生產動能，更加滿足世界各國之綠能政策所帶來龐大的電動車需求。

  3. 矽基和碳化矽未來呈現並進的應用，家用平價電動車款因成本考量而會繼續採用矽基元件，而中高階車款為了追求效能仍會繼續採用碳化矽元件，儘管碳化矽的製造成本持續降低，但碳化矽的製造仍是面臨許多困難，導致供給和成本短期內仍無法滿足全部市場，同時矽基元件的成本也同步降低，因此在大眾車款市場，仍是具有性價比的優勢。

  4. 長期來看，碳化矽因具備具耐高溫、高壓、低電阻特性，可讓引擎設計得更小，多出來的空間讓電動車乘坐空間更舒適，或電池做更大，達更高行駛里程，這些不可取代的優勢，長期而言仍會顯現，因此雖然短期內，矽基元件混合碳化矽的方案可能成為市場主流，但長期而言，預計2027年碳化矽之電動車市場將會正式超越矽基元件。

  5. 中短期來看，由於混合式解決方案的橫空出世，對於矽基功率元件將能帶來額外的效益，因此對於目前主攻車用矽基元件的相關廠商(如台半、德微等)，很可能是個突如其來的新增需求。

 

關於本篇

前驅投資週報_2023-008

 

Processor:    Shawn Hung

Hunter:         Shawn Hung

返回上一頁