半导体行业：从“第一性原理”出发 解读特斯拉减少碳化硅用量

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    　　特斯拉投资者说明会在3月1日举行，会上表示，为了实现更具规模化的新能源汽车生产，特斯拉的下一代驱动单元将减少75%的碳化硅(75%reduction in silicon carbide)，作为合计降低1000美金成本的手段之一。

    　　碳化硅芯片面积减少是技术发展的结果，利于降低成本碳化硅器件制造成本中，约47%为衬底材料，从马斯克“第一性原理”出发，减少碳化硅用量最根本的方法为减少碳化硅芯片面积。

    　　基于工艺的进步和设计的优化，SiCMOSFET性能逐代提升，单位导通电阻值需要的芯片面积将越来越小。比导通电阻值(Ron,sp)是评价单极型功率器件性能的重要指标，其物理意义为器件导通电阻乘以芯片有源区(有效导通区域)面积，数值越小表示技术水平越高，即相同导通电阻值产品所需的芯片面积越小。

    　　据特斯拉碳化硅器件供应商意法半导体，2014至2022年，意法的SiCMOSFET已迭代至第四代，较第一代产品的面积减少约80%，并且，意法正在设计沟槽栅SiCMOSFET，沟槽栅设计能够进一步降低碳化硅芯片导通电阻，从而能以更小尺寸的芯片达到相同的使用能效。

    　　特斯拉的动力工程副总Colin Campbell在投资者会议也表示，碳化硅晶圆尺寸能变得更小，从而降低更多成本。(“The silicon carbide waferthat’s inside those packages can be much smaller. And siliconcarbide is an amazing semiconductor, but it's also expensive andit’ s really hard to scale. So using less of it is a big win for us”)。该说法也指向碳化硅芯片面积的减少。

    　　降本将促进行业总量增长，碳化硅仍是大势所趋从碳化硅芯片端分析，特斯拉所述的“75%碳化硅用量减少”能够通过使用更小的芯片实现,并且芯片面积减少是碳化硅芯片的行业发展规律。我们认为，特斯拉的表述偏中性,即陈述碳化硅成本高，需要通过减少碳化硅用量实现降本的事实。目前碳化硅在新能源的应用尚未普及，主要原因为成本过高。碳化硅芯片面积的减少能够降低成本，带动碳化硅的规模化应用，对行业的长期发展起到促进作用。行业头部公司的近期也表达出乐观的远期规划，安森美有望在2023年交付10亿美元,而公司现在在2023年至2025年期间获得承诺的碳化硅收入超过45亿美元;英飞凌表示，到2027年，英飞凌的SiC制造能力将比2022年增长十倍;相干公司表示，公司继续扩充碳化硅衬底和外延产能，公司35%-50%的资本开支将用于碳化硅。

    　　风险提示:新能源车销量不及预期、国内芯片设计、制造端遭遇技术瓶颈、产能建设不及预期、竞争加剧的风险