特斯拉将在下一代动力平台削减75%碳化硅，关注三大潜在方案的影响

    3 月2 日，特斯拉在投资者日上宣布在下一代动力平台中削减75%碳化硅，引发全球半导体投资人对碳化硅市场前景的担忧，Wolfspeed（-6.8%）、天岳先进（-10.1%）等国内外主要公司当日股价出现明显回调。经过分析，我们认为以下三种方案之一或组合，可能降低采用碳化硅的电驱系统成本：1）现有平面MOSFET 的微小化；2）沟槽MOSFET；3）碳化硅MOSFET+硅基IGBT 混合方案。此外，也需要关注目前主要用于消费级产品的GaN是否能够在部分场景实现替代SiC，我们看到Navitas 等在积极布局。我们认为该事件可能利好具备较强设计能力、模块封装能力的碳化硅器件公司。

    　　方案一：平面碳化硅MOSFET 技术迭代，新代际产品成本降低

    该方案即在原有的平面型SiC MOS 技术路径上进行代际升级。以特斯拉目前的核心供应商意法半导体为例，其推出的第三代平面SiC MOSFET RDS（on）*芯片面积指标与RDS（on） *Qg 相对于第二代产品实现20-25%的改良，实现在给定导通电阻条件下，芯片面积更小、功率密度更高、导通损耗更低、无缘器件数量更少，具有更高的性能和更低的成本。意法半导体第四代SiCMOSFET 产品已通过认证测试，公司预计2023 年逐步推向市场。我们认为若特斯拉在新平台采用新代际的碳化硅平面MOSFET 产品，可以实现成本节约。我们看到斯达、时代电气、士兰微等在平面型领域积极布局。

    　　方案二：沟槽型替换平面型，具备强设计能力/模块封装能力公司有望受益

    以罗姆第三代沟槽型产品为例，其可较第二代平面型产品降低50%的导通电阻和35%的输入电容，占用晶圆面积更小。因此，沟槽型产品可实现单片晶圆上的芯片数量明显提升。若车企采用该方案进行替代可实现驱动系统所用芯片总数减少及成本降低。但技术的难点在于：1）沟槽工艺下拐角磨蚀形成的物理损伤和化学残留会影响后续使用可靠性2）单颗芯片承受高倍的电流需要更强的散热能力，对整车厂及其供应商的设计、封装等能力提出更高要求。因此，我们认为拥有较强碳化硅芯片设计能力的公司，以及模块封装能力的公司有望受益此趋势。

    　　方案三：碳化硅+IGBT 混合模块方案，利好模块封装能力强的企业

    该方案将原有的TPAK 封装中部分碳化硅器件替换为IGBT，封装成混合模块，再将若干个混合模块并联。我们看到目前海外实验室已成功研发出FREEDM-PAIR 混合模块，并证实该方案的可行性。车企若采用SiCMOSFET 和IGBT 的混合模块方案可以明显降低成本。但该技术的难点在于碳化硅MOSFET 和IGBT 栅极驱动电压和工作频率不同，合封的兼容难度较大。目前罗姆推出的第四代沟槽型碳化硅MOSFET 已实现与IGBT 共用栅极驱动电路，但尚未量产。我们认为碳化硅与IGBT 的合封模块方案技术难度较高，在模块封装领域有深厚积累的公司有望受益。

    　　建议关注氮化镓功率器件替换碳化硅或作为降本路径GaN 元件具备耐高温、高频、高效率等优势，常用于高功率应用场景，GaN取代SiC 或成为一种降本路径，目前布局GaN 的公司包括Navitas、PI 和英诺赛科、台积电、世界先进、联电。其中台积电作为全球为数不多GaN代工工厂，第二代650V/100V E-HEMT 性能较一代提升50%，进入全产能量产阶段，目前正在开发第三代产品，台积电预计在2025 年推出。GaN 目前主要应用于消费电子领域，在电动车驱动系统中尚无大规模商用案例，建议关注后续进展。