第三代半導(dǎo)體功率器件在汽車上的應(yīng)用

目前碳化硅(SiC)在車載充電器(OBC)已經(jīng)得到了普及應(yīng)用，在電驅(qū)的話已經(jīng)開始逐步有企業(yè)開始大規(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由于開關(guān)速度比較快，衍生出來的問題在應(yīng)用里還沒有完全的暴露出來，隨著SiC的終端客戶在這方面的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)越來越豐富，SiC的使用也會(huì)趨于成熟。

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

▲安森美汽車主驅(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上的使用門檻，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？請簡述理由

IDM和Fabless都有機(jī)會(huì)，IDM由于整個(gè)供應(yīng)鏈?zhǔn)峭昝勒系模运刑烊坏膬?yōu)勢去解決上面的問題。Fabless需要和Foundry深入配合才有可能解決這些問題。相對而言在SiC領(lǐng)域IDM會(huì)比Fabless發(fā)展快一些。

能否點(diǎn)評一下目前幾種主流的電動(dòng)汽車功率器件的優(yōu)劣勢，硅基MOSFET、SJ-MOSFET、硅基SiC、硅基GaN等？

電動(dòng)汽車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)通電阻相對而言比較低，開關(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)汽車普及第一大國，中國提出了“雙碳”目標(biāo)，汽車大廠比亞迪也率先宣布停售燃油車，這一系列的舉動(dòng)是否會(huì)對國內(nèi)的第三代半導(dǎo)體起到助推作用？貴司會(huì)如何開發(fā)和利用好這一市場？

第三代半導(dǎo)體對于電動(dòng)車是非常關(guān)鍵的一個(gè)器件，未來會(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)對這一趨勢。尤其安森美在收購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，以滿足市場不斷增長的SiC需求。

當(dāng)前已有新能源汽車企業(yè)或投資、或與半導(dǎo)體公司成立合資公司，共同開發(fā)或定制車規(guī)級第三代半導(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終端進(jìn)行優(yōu)化。您如何看這類模式的前景？

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

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

無論是第三代半導(dǎo)體或者硅基器件廠商，這都意味著一個(gè)巨大的市場前景。區(qū)別在于第三代半導(dǎo)體的市場份額大小，要想獲得更多的市場份額，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。