近日,中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟功率半導(dǎo)體分會在長沙成立,將加快汽車功率芯片的國產(chǎn)化。在成立大會暨汽車功率芯片發(fā)展研討會期間,獲悉,汽車結(jié)構(gòu)性缺芯給***帶來機(jī)會,降本提質(zhì)是國產(chǎn)功率芯片尤其是碳化硅功率半導(dǎo)體“上車”的關(guān)鍵。
? 汽車結(jié)構(gòu)性缺芯給***帶來機(jī)會 ?
在會上行業(yè)專家表示,一輛電動車如果前驅(qū)與后驅(qū)都用功率半導(dǎo)體,功率半導(dǎo)體約占電機(jī)控制器的成本50%。
業(yè)內(nèi)人士表示,功率半導(dǎo)體,包括IGBT、碳化硅(SiC)功率半導(dǎo)體;業(yè)內(nèi)共識是,20萬元以內(nèi)的電動車用IGBT,20萬元以上的電動車用碳化硅功率半導(dǎo)體;碳化硅功率半導(dǎo)體損耗小、耐高壓、耐高溫,是功率半導(dǎo)體的未來發(fā)展方向之一。
目前汽車業(yè)仍結(jié)構(gòu)性缺芯,比如,電源類、控制類、通信類、計算類、功率類的芯片均緊缺。像碳化硅芯片項目投資建設(shè)期需18-24個月,去年有許多碳化硅項目的投資,要2025年才會釋放產(chǎn)能,預(yù)計2025年碳化硅功率半導(dǎo)體的緊缺狀況才會得到緩解。
國產(chǎn)化是解決缺芯風(fēng)險的辦法之一。目前,國內(nèi)的碳化硅供應(yīng)商,還沒有大規(guī)模供應(yīng)車規(guī)產(chǎn)品。加工硅要1500°C,加工碳化硅要2500°C;硅基襯底制作時間是兩三天,碳化硅襯底制作時間是兩三周。碳化硅器件的工藝要求高,所以成本約是硅基器件的數(shù)倍?,F(xiàn)在,碳化硅功率半導(dǎo)體的生產(chǎn)工藝還不夠成熟,良率不是很高,成本較高,未來成本一定要降下來。
? 降低成本是國產(chǎn)碳化硅器件上車關(guān)鍵 ?
傳統(tǒng)汽車時代,新車開發(fā)要45個月;數(shù)字化時代,新車開發(fā)要18-24個月,因此芯片、模塊、電驅(qū)、整車開發(fā)需要同步進(jìn)行,需要整車廠與半導(dǎo)體廠深度協(xié)同?!癝iC處于汽車應(yīng)用的起步階段,需不斷提升SiC功率器件的生產(chǎn)制造良品率,滿足車規(guī)級量產(chǎn)質(zhì)量要求;SiC應(yīng)用于車輛屬于系統(tǒng)工程,需要整車、零部件、原材料生產(chǎn)企業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈共同合作?!敝袊囃袘?yīng)該多給國產(chǎn)半導(dǎo)體試錯中改進(jìn)的機(jī)會。
據(jù)行業(yè)跟蹤數(shù)據(jù),國外半導(dǎo)體企業(yè)在碳化硅芯片方面占據(jù)優(yōu)勢,國產(chǎn)SiC芯片在整車上應(yīng)用的規(guī)模較小且產(chǎn)業(yè)鏈仍不成熟;國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè),在SiC模塊封裝方面開始形成規(guī)模,量產(chǎn)推廣速度加快。SiC模塊的成本有望在2025年降到同規(guī)格IGBT的1.5~2倍,采用SiC技術(shù)的汽車電機(jī)控制器的占比將逐步增加。
如何降低成本、穩(wěn)定質(zhì)量,是國產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體在車上大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。
碳化硅襯底目前占碳化硅芯片成本的約60%,因此降低襯底成本是重點。而現(xiàn)在碳化硅襯底的生產(chǎn)工藝還有三個瓶頸:一是晶體質(zhì)量,二是長晶效率,三是切磨拋的損耗,這是行業(yè)內(nèi)各家企業(yè)都在努力攻克的難關(guān)。隨著產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)和產(chǎn)學(xué)研合作,未來有很大降本空間。
主要方法:
一是通過技術(shù)創(chuàng)新,提高效率和良率;
二是規(guī)?;a(chǎn);
三是設(shè)備、材料國產(chǎn)化。如,碳化硅晶錠在長晶爐里15-20天長3.5厘米,如果長5厘米,效率將更高。
目前,長晶爐等設(shè)備已實現(xiàn)國產(chǎn)化?!拔磥砣轿迥甏翱谄?,會給國內(nèi)裝備提供平等機(jī)會。”
? 行業(yè)呼喚標(biāo)準(zhǔn)完善以及避免盲目投資?
現(xiàn)在問題是未來兩三年產(chǎn)能嚴(yán)重不足,國際大芯片企業(yè)都在投資,更多投資在國外。中國是全球最大的新能源汽車市場,博世也在尋找合作伙伴,在中國市場布局,形成一定的戰(zhàn)略合作關(guān)系。
對于碳化硅的缺口,2025年全世界2000萬輛新能源汽車,如果B級以上車型15%-30%使用碳化硅功率半導(dǎo)體,那么碳化硅的缺口預(yù)計將達(dá)到150萬-300萬片6英寸晶圓。大家沖著這個缺口,拼命擴(kuò)產(chǎn)。
但是,國產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體真正有效產(chǎn)出、達(dá)到車規(guī)級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不多,中低端的碳化硅功率半導(dǎo)體存在產(chǎn)能過剩的風(fēng)險。
在避免盲目擴(kuò)張的呼聲之外,盡快完善汽車功率半導(dǎo)體的標(biāo)準(zhǔn),也是業(yè)界熱切期盼的?,F(xiàn)在每家車廠需要的功率器件“百花齊放”,讓供應(yīng)商的研發(fā)力量不能集中,能否讓汽車功率芯片、封裝的標(biāo)準(zhǔn)趨同,有利于集中精力辦大事。
國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟功率半導(dǎo)體分會的理事長董揚(yáng)表示,成立功率半導(dǎo)體分會就是為了建立產(chǎn)業(yè)生態(tài),打通標(biāo)準(zhǔn)制訂、檢測認(rèn)證等各個環(huán)節(jié)。
相信中國汽車功率半導(dǎo)體行業(yè)將會迎來大發(fā)展的機(jī)會。
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原文標(biāo)題:汽車缺“芯”,這是碳化硅功率半導(dǎo)體“上車”的關(guān)鍵
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