電子發(fā)燒友原創(chuàng) 章鷹

2024年，國產(chǎn)SiC模塊上車加速。據(jù)電子發(fā)燒友不完全統(tǒng)計，2023年公開的國產(chǎn)SiC車型合計142款，乘用車76款，僅僅在2023年新增加的SiC車型合計45款。業(yè)內(nèi)專家表示，新能源汽車采用SiC市場已完全打開，目前新能源汽車主驅(qū)應(yīng)用的主流器件是1200V SiC MOSFET。當(dāng)然，400V的平臺目前采用750V的SiC在做一些替代。

國際調(diào)研機構(gòu)Yole Group數(shù)據(jù)顯示，SiC 已逐漸在電動車主驅(qū)逆變器中扮演要角，2023年SiC全球市場已經(jīng)達到27億美元，其中汽車占據(jù)70%到80%的市場，未來隨著電氣架構(gòu)將往800V邁進，而耐高壓SiC 功率元件預(yù)料將成為主驅(qū)逆變器標(biāo)配。此外，還有光伏、風(fēng)電，這兩個領(lǐng)域?qū)iC需求，未來可以占據(jù)15%到20%的市場份額。

近年來，國產(chǎn)SiC在多個環(huán)節(jié)和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入了強勁動力。功率模塊和SiC模塊國產(chǎn)化率如何？在SiC領(lǐng)域，方正微電子、比亞迪半導(dǎo)體、芯聯(lián)集成等廠商有哪些新產(chǎn)品和進展，本文為大家匯總分析。

SiC領(lǐng)域，五家廠商占91.9%份額！國內(nèi)廠商和海外大廠兩大差距

Omdia高級分析師毛敏明帶來的《中國市場功率半導(dǎo)體發(fā)展趨勢》報告顯示，2023年，功率模塊國產(chǎn)化率為38.8%，其中硅功率MOSFET國產(chǎn)化率為26.1%，離散式IGBT的國產(chǎn)化率達到28.4%。

根據(jù)Trendforce集邦咨詢研究顯示，2023年全球SiC功率器件產(chǎn)業(yè)在純電動汽車應(yīng)用的驅(qū)動下保持強勁增長，前五大SiC器件供應(yīng)商約占整體營收91.9%，其中ST以為32.6%市占率位居第一，安森美（onsemi）則由2022年的第四名躍居第二名，市場份額為23.6%。緊隨其后的則是英飛凌（Infineon，16.5%）、Wolfspeed（11.1%）、羅姆半導(dǎo)體（ROHM，8%）。

華潤微專家在灣芯展上表示，以IGBT為例，國內(nèi)IGBT技術(shù)落后于國際大廠2代左右，產(chǎn)品布局上，海外功率大廠布局更加全面，海外標(biāo)桿企業(yè)擁有功率全產(chǎn)品線，包括分立器件、MOSFET、SiC、GaN及功率IC和模塊等，國內(nèi)功率公司除了龍頭企業(yè)，其余公司很少實現(xiàn)產(chǎn)品全覆蓋。但是目前隨著國產(chǎn)替代興起，國內(nèi)中高端功率產(chǎn)品已經(jīng)獲得上車機會，包括SIC模塊，雖然時間節(jié)點上晚于海外國際功率大廠，但是也實現(xiàn)了一些突破。

方正微電子推出車規(guī)級SiC MOS 1200V產(chǎn)品，實現(xiàn)對國外產(chǎn)品替代

10月16日，方正微電子在首屆“灣芯展”上重磅發(fā)布了車規(guī)/工規(guī)級SiC MOS 1200V全系產(chǎn)品。其中TPAK FA120T008AA產(chǎn)品采用高耐溫塑封器件，采用芯片燒結(jié)和Clip bond技術(shù)提升器件性能，可以燒結(jié)外形更適合電動車主驅(qū)，1200V8mΩ。

圖1：方正微電子SiC MOS功率模組 電子發(fā)燒友拍攝

還有，我們現(xiàn)場看到1200V 35m/60m/85mΩ應(yīng)用于OBC，1200V 60m/85mΩ應(yīng)用于DC/DC，1200V 60m/85mΩ應(yīng)用于空調(diào)壓縮機，1200V 16m/20m/35m/60mΩ應(yīng)用于充電樁等場景。方正微電子副總裁、產(chǎn)品總經(jīng)理彭建華表示，方正微電子車規(guī)1200V SiC MOS產(chǎn)品已經(jīng)規(guī)模應(yīng)用，特別是在新能源汽車主驅(qū)控制器上規(guī)模上車。

圖2：方正微電子SiC芯片應(yīng)用 電子發(fā)燒友拍攝

方正微電子在國產(chǎn)供應(yīng)鏈上具備兩大優(yōu)勢：一、公司已經(jīng)實現(xiàn)了車規(guī)級碳化硅芯片量產(chǎn)，在芯片的設(shè)計與制造上均實現(xiàn)了獨立自主，并且和國產(chǎn)SiC襯底、SiC外延的知名廠商實現(xiàn)強強合作；二、產(chǎn)能規(guī)模上也持續(xù)上量。公司已經(jīng)實現(xiàn)6英寸SiC 產(chǎn)能9000片/月，預(yù)計2024年底產(chǎn)能將達到1.4萬片/月，2025年將具備16.8萬片/年車規(guī)SiC MOS生產(chǎn)能力。

方正微電子擁有兩座Fab廠，F(xiàn)ab1還負責(zé)生產(chǎn)氮化鎵晶圓，目前月產(chǎn)能為4000片。而Fab2為8英寸碳化硅晶圓生產(chǎn)線，預(yù)計將于年底通線，長遠規(guī)劃產(chǎn)能6萬片/月。

比亞迪推出1200V SIC模塊，功率大幅度提升30%！

比亞迪作為國內(nèi)首家自主研發(fā)功率半導(dǎo)體芯片廠商，在IGBT和SiC的產(chǎn)品研發(fā)上一馬當(dāng)先。在2024年北京車展期間，比亞迪曾展出 1200V 1040A 高功率碳化硅模塊。此模塊采用雙面銀燒結(jié)等先進工藝。

相較于市場主流的SIC功率模塊，比亞迪的1200V 1040A SiC功率模塊在不改變原有模塊封裝尺寸的基礎(chǔ)上將模塊功率大幅提升了近 30%，突破了高溫封裝材料、高壽命互連設(shè)計、高散熱設(shè)計及車規(guī)級驗證等技術(shù)難題，主要應(yīng)用于新能源汽車電機驅(qū)動控制器。

而在6月份的中國汽車重慶論壇上，比亞迪品牌及公共關(guān)系處總經(jīng)理李云飛表示，比亞迪新建的碳化硅工廠將成為行業(yè)最大的工廠。他強調(diào)，比亞迪最新的碳化硅工廠將于今年下半年投產(chǎn)，產(chǎn)能規(guī)模是全球第一，是第二名的 10 倍。據(jù)悉，今年下半年起，比亞迪 20 萬左右的車型也將搭載應(yīng)用碳化硅的智能化方案，從而實現(xiàn)智能駕駛等更大范圍的搭載應(yīng)用，會通過 OTA（若硬件具備）或推出新款車型（若硬件不具備）的形式來覆蓋。

芯聯(lián)集成SiC模組進入國內(nèi)車企和海外供應(yīng)鏈

自2023年，芯聯(lián)集成量產(chǎn)平面柵SiC MOSFET以來，芯聯(lián)集成90%的SiC產(chǎn)品應(yīng)用于新能源汽車主驅(qū)逆變器，且SiC MOSFET出貨量已經(jīng)居亞洲第一。受益于問界車型銷量大增，帶動了芯聯(lián)集成SiC MOS主驅(qū)功率模塊裝車量快速增長。近期，芯聯(lián)集成憑借1200V 600A SiC全橋塑封功率模塊脫穎而出，成功入圍“中國汽車新供應(yīng)鏈百強”。

芯聯(lián)集成執(zhí)行事務(wù)合伙人袁鋒表示，新能源的發(fā)展帶來碳化硅（SiC）需求大幅增長。碳化硅（SiC）作為第三代半導(dǎo)體材料，在汽車行業(yè)中引起了巨大關(guān)注，是因為特斯拉在 Model 3 車型中使用了 48 顆碳化硅芯片。碳化硅最直觀的優(yōu)勢是能顯著降低 5 % 的能量損耗，直接降低了電池的成本。此外，碳化硅在超高壓和大電流應(yīng)用中顯示出獨特的材料優(yōu)勢。

他分享說：“2023年中國IGBT芯片出貨中，芯聯(lián)集成出貨量穩(wěn)居第一，在2024年上半年SiC MOSFET中國市場出貨芯聯(lián)集成位居國產(chǎn)廠商第一，全球第六。”

電子發(fā)燒友拍攝

10月28日，芯聯(lián)集成公布了2024年第三季度財報，報告披露，芯聯(lián)集成在2024年第三季度營收16.68億，同比增長27.16%；毛利率轉(zhuǎn)正達6.16%，同比提高14.42%。分業(yè)務(wù)來看，芯聯(lián)集成新能源車業(yè)務(wù)板塊收入同比增長接近30%，旗下SiC功率模塊量產(chǎn)和定點項目持續(xù)增加，已獲得比亞迪、小鵬、蔚來、理想、廣汽埃安等多家知名整車廠定點采購，并已經(jīng)成功打入歐洲市場。 據(jù)悉，芯聯(lián)集成以SiC MOSFET芯片及模組產(chǎn)線組成第二增長曲線將保持國內(nèi)領(lǐng)先地位，預(yù)期全年可以實現(xiàn)10億元收入的目標(biāo)。

寫在最后

碳化硅上車已經(jīng)成為大趨勢，招商證券報告顯示，2024年上半年國內(nèi)新能源乘用車中碳化硅滲透率已超26%，除了英飛凌、ST、安森美等國際大廠外，本土SiC模塊企業(yè)比亞迪半導(dǎo)體、芯聚能、芯聯(lián)集成出貨量激增。由于競爭激烈和應(yīng)用場景復(fù)雜，車規(guī)級SiC MOSFET可靠性標(biāo)準逐年提高，這也將進一步推動設(shè)計和制造技術(shù)進步。相信隨著國產(chǎn)SiC模塊企業(yè)在產(chǎn)品線覆蓋、性能和應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)耕耘，未來會在國內(nèi)新能源汽車供應(yīng)鏈上獲得更大突破。