碳化硅行业专题报告：光伏发电驱动功率半导体需求，SiC器件渗透率有望持续提升.pdf

碳化硅行业专题报告：光伏发电驱动功率半导体需求，SiC器件渗透率有望持续提升。国内厂商作为全球光伏逆变器行业领军者，为碳化硅器件国产化提供 便利条件：近年来光伏逆变器市场格局发生巨大变化，国内逆变器厂 商从追随者转变为领军者。根据伍德麦肯兹数据，2020 年在全球逆变 器出货排名前十中，有六家来自中国的供应商，分别是华为、阳光电 源、古瑞瓦特、锦浪科技、上能电气和固德威。华为逆变器出货量占 全球的 23%，位列第一；阳光电源的出货量占全球的 19%，位列第二。 据 Wood Mackenzie 数据，华为和阳光电源均已累计出货超过 100GW， 逐渐走向领军地位。碳化硅功率器件是光伏逆变器中的关键部件，价 值量占比较高，国内光伏逆变器市场的发展将带来碳化硅器件需求增 长。

采用碳化硅方案可有效提高光伏逆变器转换效率、提升功率密度、减 少重量和体积: 碳化硅光电性能优越，SiC 的带隙宽度大约是硅的 3 倍， 其导热率为硅的 3.3 倍，宽禁带使得其可在高温环境下稳定运行，较高 的导热系数意味着碳化硅的器件可以缩小冷却结构，减小系统重量和 体积，如碳化硅二极管在开通过程中可基本实现零正向恢复电压，在 关断过程中没有过剩载流子复合过程，可以减小逆变器恢复损耗、提 高开关效率。根据产业调研，采用碳化硅方案的光伏逆变器，整体系 统效率可提升 1%-2%左右，能量损耗降低 50%以上，体积和重量减少 40%～60％左右，大幅降低系统度电成本及安装维护成本。

现阶段主要采用硅基 IGBT+碳化硅 SBD 方案，碳化硅成本下降空间 大，未来 5 年有望在光伏领域渗透率加速提升：碳化硅 MOS 方案能够 明显提升发电效率，但由于目前碳化硅模块价格仍为硅基 IGBT 的 3-4 倍，成本高昂，现阶段业内多采用硅基 IGBT+碳化硅 SBD 混合方案， 以 SiC SBD 替换 FRD 来降低恢复损耗、提高电源效率。根据各光伏逆 变器龙头公司官网，国际大厂纷纷布局碳化硅方案，如英飞凌、安森 美、富士电机等国际大厂已经实现了规模化应用，国内阳光电源也在 2014 年推出第一款采用 SiC MOSFET 器件的光伏逆变器，并于 2017 年 规模化应用。随着碳化硅生产技术的成熟，碳化硅成本将进一步下降， 采用碳化硅方案提升转换效率所创造的价值将抵消碳化硅成本，提高 碳化硅在光伏领域的渗透率。据产业调研，随着碳化硅成本的下降， 2025 年 SiC 在光伏逆变器领域的渗透率有望达 30%-50%，我们预计其 在光伏及储能领域有近七十亿级别市场，前景广阔。