第三代半導(dǎo)體功率器件在汽車(chē)上的應(yīng)用

目前碳化硅(SiC)在車(chē)載充電器(OBC)已經(jīng)得到了普及應(yīng)用，在電驅(qū)的話已經(jīng)開(kāi)始逐步有企業(yè)開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用，當(dāng)然SiC和Si的功率器件在成本上還有一定的差距，主要是因?yàn)镾iC的襯底良率還有長(zhǎng)晶的速度很慢導(dǎo)致成本偏高。隨著工藝的改進(jìn)，這些都會(huì)得到解決。

同時(shí)SiC由于開(kāi)關(guān)速度比較快，衍生出來(lái)的問(wèn)題在應(yīng)用里還沒(méi)有完全的暴露出來(lái)，隨著SiC的終端客戶在這方面的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)越來(lái)越豐富，SiC的使用也會(huì)趨于成熟。

接下來(lái)，安森美(onsemi)汽車(chē)主驅(qū)功率模塊產(chǎn)品線經(jīng)理陸濤將和您聊聊關(guān)于未來(lái)SiC在新能源汽車(chē)上的普及及應(yīng)用。

▲安森美汽車(chē)主驅(qū)功率模塊產(chǎn)品線經(jīng)理 陸濤

要降低第三代半導(dǎo)體功率器件在新能源汽車(chē)上的使用門(mén)檻，您認(rèn)為供應(yīng)鏈上的各個(gè)環(huán)節(jié)需要怎么做？垂直整合(IDM)模式和Fabless + Foundry模式那個(gè)更適合？請(qǐng)簡(jiǎn)述理由

IDM和Fabless都有機(jī)會(huì)，IDM由于整個(gè)供應(yīng)鏈?zhǔn)峭昝勒系?，所以它有天然的?yōu)勢(shì)去解決上面的問(wèn)題。Fabless需要和Foundry深入配合才有可能解決這些問(wèn)題。相對(duì)而言在SiC領(lǐng)域IDM會(huì)比Fabless發(fā)展快一些。

能否點(diǎn)評(píng)一下目前幾種主流的電動(dòng)汽車(chē)功率器件的優(yōu)劣勢(shì)，硅基MOSFET、SJ-MOSFET、硅基SiC、硅基GaN等？

電動(dòng)汽車(chē)功率器件目前主要是硅基IGBT、MOSFET、GaN以及SiC MOSFET。硅基的IGBT優(yōu)點(diǎn)是工藝成熟，高壓大電流工況下性能優(yōu)異。但是開(kāi)關(guān)速度不快，小電流損耗偏大。而硅基MOSFET優(yōu)點(diǎn)是工藝成熟，低壓小電流條件下導(dǎo)通電阻比較低，同時(shí)速度也比較快但是高壓器件的導(dǎo)通電阻偏大。

SiC的MOSFET優(yōu)點(diǎn)是高壓器件的導(dǎo)通電阻相對(duì)而言比較低，開(kāi)關(guān)速度比較快。高壓小電流的情況下，導(dǎo)通電阻比較低特別適用于新能源汽車(chē)的逆變器應(yīng)用里。但是它的成本偏高，同時(shí)高壓大電流的時(shí)候?qū)娮璞容^高相對(duì)IGBT而言在這個(gè)時(shí)候損耗會(huì)偏高。

作為當(dāng)前的電動(dòng)汽車(chē)普及第一大國(guó)，中國(guó)提出了“雙碳”目標(biāo)，汽車(chē)大廠比亞迪也率先宣布停售燃油車(chē)，這一系列的舉動(dòng)是否會(huì)對(duì)國(guó)內(nèi)的第三代半導(dǎo)體起到助推作用？貴司會(huì)如何開(kāi)發(fā)和利用好這一市場(chǎng)？

第三代半導(dǎo)體對(duì)于電動(dòng)車(chē)是非常關(guān)鍵的一個(gè)器件，未來(lái)會(huì)得到大規(guī)模的普及應(yīng)用。安森美是少數(shù)具備SiC垂直供應(yīng)鏈的供應(yīng)商之一，已經(jīng)積極在整個(gè)SiC供應(yīng)鏈全部環(huán)節(jié)投入大量的資源，包括基板襯底到最終產(chǎn)品的封裝相關(guān)的技術(shù)，積極應(yīng)對(duì)這一趨勢(shì)。尤其安森美在收購(gòu)SiC生產(chǎn)商GT Advanced Technologies(“GTAT”)后，更進(jìn)一步增強(qiáng)其在SiC領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，以滿足市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)的SiC需求。

當(dāng)前已有新能源汽車(chē)企業(yè)或投資、或與半導(dǎo)體公司成立合資公司，共同開(kāi)發(fā)或定制車(chē)規(guī)級(jí)第三代半導(dǎo)體功率器件，甚至自建產(chǎn)線。這樣一方面可以綁定產(chǎn)能避免缺貨，另一方面協(xié)同研發(fā)定制器件能更有效針對(duì)終端進(jìn)行優(yōu)化。您如何看這類(lèi)模式的前景？

這個(gè)是目前市場(chǎng)的趨勢(shì)之一，其實(shí)還有一種趨勢(shì)是和IDM廠家談保供(LTSA)。相對(duì)而言保供協(xié)議更容易實(shí)施。

從全球來(lái)看，2005年以來(lái)已經(jīng)有很多國(guó)家和地區(qū)相繼公告并推動(dòng)禁售燃油車(chē)的政策和時(shí)間節(jié)點(diǎn)，大部分發(fā)達(dá)國(guó)家預(yù)計(jì)在2030年前后實(shí)現(xiàn)燃油車(chē)禁售。您認(rèn)為這樣的時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)車(chē)用第三代半導(dǎo)體器件廠商來(lái)說(shuō)意味著什么？

無(wú)論是第三代半導(dǎo)體或者硅基器件廠商，這都意味著一個(gè)巨大的市場(chǎng)前景。區(qū)別在于第三代半導(dǎo)體的市場(chǎng)份額大小，要想獲得更多的市場(chǎng)份額，那么就要在襯底和器件方面同時(shí)發(fā)力，提高性能的同時(shí)降低成本。