|
|
汽车公司对SiC（碳化硅）的关注和投入，正在变得愈来愈高。这类新型资料，因相对于于传统硅基资料的微小机能和功耗劣势，对寰球车商造成了致命吸引力。
1月25日，德国公众团体宣告与安森美达成协作，为其下一代平台系列电动车型，采取安森美研发的SiC电源模块。
据法国半导体征询机构Yole预测，2023年SiC功率器件市场范围预计将减少到14亿美元。其中，市场次要增长时机集中在汽车畛域，尤为是EV（纯电）、混合能源车和燃料电池车等电动车运用市场。
另据据罗姆半导体预测，从2020-2025年，SiC功率器件市场年复合增长率达36%；SiC已迈进”市场启动期”，行将迎来“疾速生长期”。
有鉴于此，2023年1月，国际汽车公司规划SiC举措之多，几乎应接不暇。
兔年开启“热烈”模式
公众团体（VW）和智能电源和传感技术公司安森美（onsemi）的策略协定。
按照协定，安森美将为公众团体提供电源模块和半导体，为公众汽车下一代平台系列提供残缺的电动汽车（EV）牵引逆变器解决计划。这些半导体附属于总体零碎优化内容，并提供解决计划，以反对公众车型中的先后牵引逆变器。
这套EV逆变器解决计划，由安森美EliteSiC 十二00 V 3x半桥模块组成，反对涵盖普遍功率规模的两轴逆变器。
作为协定的一部份，安森美将首先交付EliteSiC 十二00 V牵引逆变器电源模块。EliteSiC电源模块引脚对引脚兼容，能等闲升高将解决计划扩展到不同功率级别和机电类型的难度。一年多来，两家公司的团队始终在协作优化下一代平台的电源模块，其实不断开发和评价预出产样品。
公众汽车公司策略半导体任务组“COMPASS”担任人Karsten Schnake对此项协作表现，“安森美牵引逆变器模块拥有卓着机能和品质。咱们将利用该模块，结合咱们既有的零碎解决计划教训，以完成卓着的驾驶体验，知足客户对公众汽车团体车辆的冀望。”
Karsten Schnake说，“凭借安森美普遍的智能电源和传感解决计划组合，咱们将能在电动汽车中不停提供尖端技术和功用，包罗牵引逆变器。”
地下材料显示，安森美共具有19个晶圆制作和封装制作基地，可为公众提供500多种不同的装备，包罗IGBT、MOSFET、图象传感器和电源办理集成电路（PMIC）。
除多样化的产品组合外，安森美还具有一条垂直的碳化硅（SiC）出产链，包罗体积晶圆成长、晶圆加工、衬底、内涵、器件制作、集成模块和分立封装解决计划，可片面反对完成平安的供给链。
安森美电源解决计划团体履行副总裁兼总经理Simon Keeton说，“凭借多个出产基地，包罗有弹性的端到端SiC供给链，咱们能知足OEM的供给需要。同时，咱们将在寰球规模内进步产量，特别是在碳化硅，进一步反对公众疾速扩张电动汽车出产。”
看下来，2023年SiC极可能迎来发作节点。据华尔街见闻不彻底统计，2023年1月初至1月25日，在SiC畛域，除了公众团体和安森美的协作，还包罗1月十二日的吉利和积塔半导体、1月5日的古代、起亚和安森美、1月4日的奔跑和Wolfspeed的多项协作。
1月十二日，据吉利科技团体官微动静，他们与积塔半导体签署了策略协作协定，单方将环抱车规级芯片研发、制作、市场运用和人材造就等畛域发展片面协作，独特努力于车规级芯片产业的协同开展。
1月5日，安森美官微宣告，他们的EliteSiC系列碳化硅功率模块已被起亚EV6 GT车型采取。将来，安森美将持续与古代起亚汽车团体协作，将EliteSiC技术用于古代汽车行将推出的基于电动化寰球模块型平台（E-GMP）的高机能电动汽车。
1月4日，Wolfspeed官网宣告，其碳化硅器件将被整合到梅赛德斯-奔跑多款车型的下一代能源总成零碎中，这也象征着奔跑在为SiC车型行将范围化量产做筹备。
此外在1月28日，有动静称2024款起亚EV9电动汽车将沿用古代汽车团体的E-GMP平台。
这个平台将搭载新型SiC功率模块，具有800V充电才能，可在18分钟内充溢电；E-GMP BEV平台的后轮机电逆变器的功率模块也采取了碳化硅技术，可以使续航里程减少 5%。
碳化硅好在哪？
SiC是第三代半导体资料。作为宽禁带半导体资料的一种，SiC与硅基（Si）的次要差异在禁带宽度，这让异性能的碳化硅器件尺寸放大到硅基的10%，能量损失增加了3/4，于是成为制备低压及高频器件新的衬底资料。
与Si器件比拟，SiC功率器件能无效完成电力电子零碎的高效力、小型化和轻量化。SiC功率器件的能量消耗/发烧量仅为Si器件的50%，同时还能有更高的电流密度。在相反功率等级下，SiC功率模块的体积明显小于Si功率模块。
以智能功率模块IPM（Intelligent Power Module）为例，利用SiC功率器件，其模块体积可放大至Si功率模块的1/3-2/3。
目前，寰球超过95%的半导体元件，都以第一代半导体资料硅作为根底功用资料（即硅基资料）。跟着电动车、5G等新运用衰亡，硅基半导体受限硅资料的物感性质，在机能上有不容易冲破的瓶颈，因此以氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）为代表的第三代半导体资料开始遭到注重。
在第三代半导体资料中，SiC拥有禁带宽度大、击穿电场高、饱和电子漂移速度高、热导率大等特征，可运用于十二00伏特以上的低压环境，因此在严苛环境中有着显著劣势。
同时，SiC晶体因其与内涵层资料GaN拥有高婚配的晶格常数和热收缩系数及良好的热导率，是GaN基器件的现实衬底资料。
其中，SiC衬底加工技术是器件制造的首要根底，其外表加工的品质和精度的优劣，间接影响内涵薄膜的品质及其器件的机能。因此，在运用中均要求晶片外表超润滑、无缺点、无损伤，外表粗拙度值达纳米级下列。
但是，因为SiC晶体拥有高硬、高脆、耐磨性好、化学性质极为不乱的特征，这使得SiC晶片的加工变得十分难题。
SiC单晶片的生成和超精细加工工艺，根据技术程序，次要阅历下列数个进程：原料分解—晶体成长—晶锭加工—定向切割—晶片研磨（精/粗）—晶片抛光（机械/超精细-化学机械）—晶片检测—晶片荡涤。
SiC长晶环节制作本钱高且工艺难度大，晶体成长效力极低，成长速度仅0.2-0.3妹妹/h；在成长过程当中，升温降温速度迟缓：一个长晶炉一周内仅能长2cm厚度的碳化硅晶棒。
就技术特性看，SiC技术难点次要集中在长晶、内涵、器件牢靠性及验证上。SiC衬底从样品到不乱批量供货大约需求5年时间；若再叠加车规级器件的长验证周期，车规级SiC功率器件市场的进入壁垒相对于较高，故需求提前规划：好比Wolfspeed和奔跑、积塔半导体和吉利、安森美与公众团体，对于SiC的协作落地，都不是当初，而在将来。
目前，愈来愈多的半导体技术公司对SiC器件加大投入，好比国外的ROHM、Bombardier、Cree、SDK、STMicroelectronics、InfineonTechnologies、Littelfuse和Ascatron等，国际如泰科天润、根本半导体、上海瞻芯电子、杨杰科技、芯光润泽和瑞能半导体等。
博世等巨头的举措
如斯泛滥的玩家个人参预SiC市场，只因这块市场的范围微小。
据罗姆半导体预测，到2025年，SiC功率器件市场范围将从2020年的7.1亿美元，疾速增长到25.6亿美元，年复合增长率达36%。
电动汽车将成为SiC市场发作的中心推进力，这也是SiC功率器件的次要增长市场和发作点。
据罗姆半导体测算，2025年，运用在电动汽车中的SiC功率器件，市场范围将达到15.5亿美元，占比达61%；机电管制器的SiC比率将从2023年开始减速回升，浸透率将从2022年的9%增长到25%，预计2025年SiC机电管制器的浸透率将高达40%。
据此，罗姆半导体将大幅扩产，以减缓车企的缺芯困难。2025年内罗姆半导领会将出产线和产能方面的投资减少3倍摆布，总投资金额将扩张到1700亿日元（约折合人民币85亿元），产能晋升到2021年6倍。
借助市场范围迅速起量和产能裁减，罗姆半导体的指标方案是在2025财年将SiC 销售额要减少1000亿日元（约50亿人民币），指标是将其SiC寰球市场份额从14%进步到30%。
除了罗姆半导体，寰球汽车零部件巨头博世团体在国际，也在做规划。
1月十二日，姑苏工业园区公布动静称，博世的新动力汽车中心部件及自动驾驶研发制作基地名目签约典礼在姑苏举办。
博世新名目总投资超10亿美元（约合人民币67.4亿元），方案2024年首期启用，将次要环抱新动力汽车中心部件，包罗商用车电动化所需的配备了新一代碳化硅功率模块单元的电驱产品、新一代智能集成制动零碎IPB2.0、智能解耦制动零碎，以及博世中国高阶智能驾驶解决计划在内的多款自动驾驶中心技术进行研发和出产。
2022年7月，博世控股子公司联结汽车电子举办了太仓工厂二期名目建立启动典礼，预计2023年5月中旬竣工，建成后将新增2条机电出产线、1条电桥出产线和3条功率模块出产线。其中，最新一代的扁线机电和碳化硅功率模块将在该座工厂二期出产。
太仓工厂是联结电子新动力产品的出产基地，次要出产电桥、功率模块、机电等产品。该工厂一期名目已于2018年8月交付出产。投产至今，太仓厂已出产约25万台电桥、38万件功率模块和超过100万台的机电产品。
目前，联结汽车电子是蔚来、现实、公众、通用、比亚迪、长安、奇瑞和长城等主机厂的首要供给商。 |
|
中级会员