東芝碳化硅芯片產(chǎn)能擴(kuò)大10倍 電動汽車成主要驅(qū)動力！

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李彎彎）近年來，電動汽車產(chǎn)銷量不斷增長，同時越來越多車企將碳化硅產(chǎn)品用于電動汽車上，碳化硅功率半導(dǎo)體的未來市場被極度看好，為此，近日博世、東芝、羅姆等廠商紛紛表示，將大量擴(kuò)大碳化硅功率半導(dǎo)體的產(chǎn)能。

東芝計劃擴(kuò)大10倍產(chǎn)能

東芝半導(dǎo)體事業(yè)子公司東芝電子元件及儲存裝置，計劃在2023年將旗下姬路半導(dǎo)體工廠的SiC功率半導(dǎo)體產(chǎn)量擴(kuò)增至2020年度的3倍，在2025年度進(jìn)一步擴(kuò)增到10倍，東芝半導(dǎo)體的目標(biāo)是最遲在2030年取得全球10%以上的市場份額。

羅姆目前在碳化硅市場已經(jīng)占據(jù)不少份額，未來還將投資約28億人民幣擴(kuò)大產(chǎn)能，計劃在2025年將產(chǎn)能提高到現(xiàn)在的5倍以上，目前羅姆位于福岡縣筑后市的工廠已蓋好碳化硅新廠房，計劃2022年啟用，羅姆的目標(biāo)是在早期內(nèi)將全球市場份額從現(xiàn)在的20%提升到30%。

除了東芝、羅姆，博世也有擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃，日前該公司發(fā)消息稱，經(jīng)過多年研發(fā)，公司目前準(zhǔn)備開始大規(guī)模量產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體。博世表示，得益于電動汽車的蓬勃發(fā)展，博世接到了相當(dāng)多碳化硅半導(dǎo)體訂單。未來還將繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能，計劃將產(chǎn)出提高到上億顆的水平。

為滿足相關(guān)的產(chǎn)能需求，博世今年已經(jīng)在羅伊特林根晶圓工廠增建了1000平方米無塵車間，另外該公司計劃到2023年底，還將新建3000平方米無塵車間。

新能源汽車成主要驅(qū)動力

近年來，新能源汽車快速成長，日前中國科學(xué)院院士歐陽明高在某會議上表示，2021年新能源汽車銷量和滲透率逐月提升，新能源汽車市場化進(jìn)入爆發(fā)式增長新階段。

同時自特斯拉率先在Model 3上采用碳化硅產(chǎn)品之后，越來越多車企在電動汽車上使用碳化硅產(chǎn)品，包括比亞迪、蔚來、通用、豐田、小鵬、一汽等。

新能源汽車產(chǎn)銷量增長，及碳化硅功率半導(dǎo)體被更多的應(yīng)用在電動汽車上，都給功率半導(dǎo)體帶來較大的市場增長，根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，2020年全球碳化硅市場規(guī)模為5.64億美元，預(yù)計到2025年將超過25億美元，每年增速達(dá)到30%。

碳化硅主要被用于新能源汽車的主逆變器、車載充電器、DC-DC上，這也被認(rèn)為是碳化硅市場增長的主要驅(qū)動力，有數(shù)據(jù)顯示，到2025年碳化硅在該領(lǐng)域的市場份額預(yù)計將達(dá)到62%。

為什么相對于硅基半導(dǎo)體，碳化硅功率半導(dǎo)體對電動汽車性能的提升作用更大？英飛凌之前發(fā)布過一篇文章，對此進(jìn)行了全面的分析：首先是功率密度的提高，汽車空間非常小，所以提高功率密度是未來趨勢，SiC器件的特性不僅使功率半導(dǎo)體的封裝，相比較硅的方案更小，而且使與功率器件配套的無源器件和散熱器都做得更小。

其次是系統(tǒng)效率的提高，比如用在主逆變器里面，用碳化硅模塊和IGBT模塊相比可以提高大概5%的系統(tǒng)效率，對于整車廠有兩個選擇：第一，用相同的電池容量，續(xù)航里程可以提高5%；第二，如果設(shè)計相同的續(xù)航里程，電池容量可以減5%。比如Model 3大概是80度的電池，5%就是4度電，每次充電節(jié)省4度電，一年節(jié)約下來的成本還是比較可觀的，不過這里還需要考慮碳化硅模塊會比IGBT貴一些。

最后碳化硅還有一個重要的優(yōu)勢，就是非常適合高壓的應(yīng)用。一些充電樁運(yùn)營商已經(jīng)把充電樁的電壓提高到了800V，以后的高壓直流充電樁里面也是用的高壓，在這些高壓的應(yīng)用里，以后碳化硅，特別是高壓的1200V的碳化硅比硅會更有優(yōu)勢。

提前擴(kuò)產(chǎn)把握市場先機(jī)

雖然碳化硅功率半導(dǎo)體未來有很大的市場空間，而當(dāng)前碳化硅產(chǎn)業(yè)化還處于初期階段，因為相比于硅材料，碳化硅功率半導(dǎo)體的良率還比較低，成本比較高。

并且目前全球碳化硅產(chǎn)能也比較少，可以說相對于未來電動汽車快速增長帶來的市場增量，存在很大的不足，電子發(fā)燒友之前在一篇文章中寫到過，當(dāng)前全球SiC晶圓產(chǎn)能大約只有40到60萬片，如果特斯拉在2022年交付輛達(dá)到100萬輛，這些產(chǎn)能相當(dāng)于只夠特斯拉使用。

現(xiàn)在開始規(guī)劃擴(kuò)產(chǎn)可以說是相當(dāng)合適的時機(jī)，一是新能源汽車市場開始進(jìn)入爆發(fā)階段，碳化硅未來的市場需求毫無疑問會隨之提升，二是當(dāng)前碳化硅產(chǎn)能嚴(yán)重不足，提前規(guī)劃產(chǎn)能，便可以提前搶攻市場。

除了東芝、羅姆、博世等，目前國內(nèi)也在加大這方面的投入，比如，華潤微的6英寸商用碳化硅晶圓生產(chǎn)線已經(jīng)正式量產(chǎn)，今年6月三安集成落成了碳化硅晶圓36萬片/年工廠等。