SiC碳化矽在功率半導體中的應用

碳化矽在功率半導體中的應用
在近兩年的技術產品發布中，“碳化矽”已成為包括麥格納、博格華納、馬勒、大陸等在內的所有跨國元器件供應商和主機廠經常提及的明星產品。聲稱他們使用了碳化矽。

例如，奔馳今年早些時候發布的EQXX宣稱：“搭載最大功率150kW的後橋電機，並應用碳化矽功率模塊，進一步降低損耗。”

可以想像，未來汽車將實現電動化，因此對碳化矽功率器件的需求量巨大。根據市場研究和諮詢公司Yole發布的預測，從現在到2025年，碳化矽市場的年增長率將達到30%，市場規模將超過25億美元。

當規模達到 15 億美元時，配備碳化矽器件的汽車將佔據市場主導地位。

功率半導體SiC碳化矽和IGBT的量產集中在德國Infineon英飛凌、NXP NXP、意法半導體STM、安森美ONsemi等少數公司，英飛凌優勢明顯。

目前國內能夠實現自主研發到量產的廠商是比亞迪。其比亞迪半導體產品包括主流的IGBT和碳化矽MOFEST等高端產品，覆蓋範圍非常廣泛。

比亞迪半導體的碳化矽汽車功率模塊非常小巧，只有手掌大小，輸出功率為250KW。自產碳化矽功率半導體也使比亞迪電動汽車顯著提升電機驅動效率，將電機驅動控制器體積縮小60%以上。

正是因為碳化矽的重要性，在汽車零部件領域排名第一的博世在兩年前就宣布將繼續推進碳化矽芯片的研發並實現量產。

博世的量產不僅僅是碳化矽封裝的模塊，而是從最基本的晶圓和芯片開始量產。

2021年，博世在羅伊特林根晶圓廠新增1000平方米潔淨室，2023年底將新建3000平方米潔淨室。目前使用150mm晶圓，近期計劃使用200mm晶圓，單個晶圓可能需要數月才能在無數機器中完成數百個工藝步驟。

博世將繼續擴大碳化矽功率半導體的產能，併計劃將產量提高到數億級。同時，開始研發更高功率密度的第二代碳化矽芯片，預計2022年量產。

未來，要實現我們電動汽車“彎道超車”的夢想，必須在關鍵技術上有所突破。對於電動汽車來說，碳化矽功率芯片是我們最需要突破的技術。