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SiC碳化硅——功率半导体皇冠上的明珠
更新时间:2022-03-11 14:54:08  |  来源:  |  点击次数:1440次

在近两年技术产品发布上,“SiC碳化硅”成为所有跨国零部件供应商和主机厂的经常提起的明星产品,包括麦格纳、博格华纳、马勒、大陆集团等等,都纷纷宣称他们用了碳化硅。

例如奔驰今年初的发布的EQXX,就宣称:“搭载最大功率150kW的后桥电机,应用了碳化硅功率模块,进一步降低了损耗。”

可以想像的是,未来汽车都会电动化,那么对SiC碳化硅功率器件的需求是庞大的。市场调研咨询公司Yole发布的预测显示,从现在到2025年,碳化硅市场每年的增速将达到30%,市场规模将超过25亿美元。

当规模达到15亿美元时,搭载
碳化硅器件的汽车将占据市场主导地位。

而功率半导体SiC
碳化硅和IGBT量产化,集中在德国英飞凌Infineon,恩智浦NXP,意法半导体STM,安森美ONsemi等少数几家,特别是英飞凌的优势很明显。

国内目前能够实现自主研发到量产的厂商是比亚迪,旗下的比亚迪半导体产品包含了主流的IGBT,以及高端产品SiC
碳化硅MOFEST等,覆盖十分全面。

比亚迪半导体SiC车用功率模块,结构十分紧凑,仅一个手掌大小,输出功率250KW。自产SiC功率半导体也让比亚迪电动车在电机驱动上带来明显的效率提升,并使电机驱动控制器体积减小60%以上。

正是因为SiC
碳化硅的重要性,汽车零部件排名第一的博世,两年前宣布将继续推进碳化硅芯片研发并实现量产。

博世的量产不仅是SiC封装的模块,而是从最基础的晶圆、芯片开始大批量生产。

2021年博世已在罗伊特林根晶圆工厂增建了1000平方米无尘车间,2023年底还将新建3000平方米无尘车间。目前使用的150毫米晶圆,而很快计划使用200毫米晶圆制造,单个晶圆需花费数月时间才能在无数机器设备中完成上百个工艺步骤。

博世将继续扩大碳化硅功率半导体的产能,计划将产出提高至上亿颗的水平。同时着手研发功率密度更高的第二代碳化硅芯片,预计将于2022年投入大规模量产。

未来要实现我们电动车的“弯道超车”梦,必须在关键技术上有突破。而对于电动车来说,SiC碳化硅功率芯片,是我们最需要突破的技术。

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