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SiC碳化硅——功率半導(dǎo)體皇冠上的明珠
更新時(shí)間:2022-03-11 14:54:08  |  來源:  |  點(diǎn)擊次數(shù):2140次

在近兩年技術(shù)產(chǎn)品發(fā)布上,“SiC碳化硅”成為所有跨國零部件供應(yīng)商和主機(jī)廠的經(jīng)常提起的明星產(chǎn)品,包括麥格納、博格華納、馬勒、大陸集團(tuán)等等,都紛紛宣稱他們用了碳化硅。

例如奔馳今年初的發(fā)布的EQXX,就宣稱:“搭載最大功率150kW的后橋電機(jī),應(yīng)用了碳化硅功率模塊,進(jìn)一步降低了損耗。”

可以想像的是,未來汽車都會(huì)電動(dòng)化,那么對SiC碳化硅功率器件的需求是龐大的。市場調(diào)研咨詢公司Yole發(fā)布的預(yù)測顯示,從現(xiàn)在到2025年,碳化硅市場每年的增速將達(dá)到30%,市場規(guī)模將超過25億美元。

當(dāng)規(guī)模達(dá)到15億美元時(shí),搭載
碳化硅器件的汽車將占據(jù)市場主導(dǎo)地位。

而功率半導(dǎo)體SiC
碳化硅和IGBT量產(chǎn)化,集中在德國英飛凌Infineon,恩智浦NXP,意法半導(dǎo)體STM,安森美ONsemi等少數(shù)幾家,特別是英飛凌的優(yōu)勢很明顯。

國內(nèi)目前能夠?qū)崿F(xiàn)自主研發(fā)到量產(chǎn)的廠商是比亞迪,旗下的比亞迪半導(dǎo)體產(chǎn)品包含了主流的IGBT,以及高端產(chǎn)品SiC
碳化硅MOFEST等,覆蓋十分全面。

比亞迪半導(dǎo)體SiC車用功率模塊,結(jié)構(gòu)十分緊湊,僅一個(gè)手掌大小,輸出功率250KW。自產(chǎn)SiC功率半導(dǎo)體也讓比亞迪電動(dòng)車在電機(jī)驅(qū)動(dòng)上帶來明顯的效率提升,并使電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器體積減小60%以上。

正是因?yàn)镾iC
碳化硅的重要性,汽車零部件排名第一的博世,兩年前宣布將繼續(xù)推進(jìn)碳化硅芯片研發(fā)并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

博世的量產(chǎn)不僅是SiC封裝的模塊,而是從最基礎(chǔ)的晶圓、芯片開始大批量生產(chǎn)。

2021年博世已在羅伊特林根晶圓工廠增建了1000平方米無塵車間,2023年底還將新建3000平方米無塵車間。目前使用的150毫米晶圓,而很快計(jì)劃使用200毫米晶圓制造,單個(gè)晶圓需花費(fèi)數(shù)月時(shí)間才能在無數(shù)機(jī)器設(shè)備中完成上百個(gè)工藝步驟。

博世將繼續(xù)擴(kuò)大碳化硅功率半導(dǎo)體的產(chǎn)能,計(jì)劃將產(chǎn)出提高至上億顆的水平。同時(shí)著手研發(fā)功率密度更高的第二代碳化硅芯片,預(yù)計(jì)將于2022年投入大規(guī)模量產(chǎn)。

未來要實(shí)現(xiàn)我們電動(dòng)車的“彎道超車”夢,必須在關(guān)鍵技術(shù)上有突破。而對于電動(dòng)車來說,SiC碳化硅功率芯片,是我們最需要突破的技術(shù)。

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