近日，中國(guó)汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟功率半導(dǎo)體分會(huì)在長(zhǎng)沙成立，將加快汽車(chē)功率芯片的國(guó)產(chǎn)化。在成立大會(huì)暨汽車(chē)功率芯片發(fā)展研討會(huì)期間，獲悉，汽車(chē)結(jié)構(gòu)性缺芯給國(guó)產(chǎn)芯片帶來(lái)機(jī)會(huì)，降本提質(zhì)是國(guó)產(chǎn)功率芯片尤其是碳化硅功率半導(dǎo)體“上車(chē)”的關(guān)鍵。

汽車(chē)結(jié)構(gòu)性缺芯給國(guó)產(chǎn)芯片帶來(lái)機(jī)會(huì) 

在會(huì)上行業(yè)專家表示，一輛電動(dòng)車(chē)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(shí)是，20萬(wàn)元以內(nèi)的電動(dòng)車(chē)用IGBT，20萬(wàn)元以上的電動(dòng)車(chē)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(lái)發(fā)展方向之一。

目前汽車(chē)業(yè)仍結(jié)構(gòu)性缺芯，比如，電源類(lèi)、控制類(lèi)、通信類(lèi)、計(jì)算類(lèi)、功率類(lèi)的芯片均緊缺。像碳化硅芯片項(xiàng)目投資建設(shè)期需18-24個(gè)月，去年有許多碳化硅項(xiàng)目的投資，要2025年才會(huì)釋放產(chǎn)能，預(yù)計(jì)2025年碳化硅功率半導(dǎo)體的緊缺狀況才會(huì)得到緩解。

國(guó)產(chǎn)化是解決缺芯風(fēng)險(xiǎn)的辦法之一。目前，國(guó)內(nèi)的碳化硅供應(yīng)商，還沒(méi)有大規(guī)模供應(yīng)車(chē)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(shí)間是兩三天，碳化硅襯底制作時(shí)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。現(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(lái)成本一定要降下來(lái)。

降低成本是國(guó)產(chǎn)碳化硅器件上車(chē)關(guān)鍵 

傳統(tǒng)汽車(chē)時(shí)代，新車(chē)開(kāi)發(fā)要45個(gè)月；數(shù)字化時(shí)代，新車(chē)開(kāi)發(fā)要18-24個(gè)月，因此芯片、模塊、電驅(qū)、整車(chē)開(kāi)發(fā)需要同步進(jìn)行，需要整車(chē)廠與半導(dǎo)體廠深度協(xié)同。“SiC處于汽車(chē)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(chē)規(guī)級(jí)量產(chǎn)質(zhì)量要求；SiC應(yīng)用于車(chē)輛屬于系統(tǒng)工程，需要整車(chē)、零部件、原材料生產(chǎn)企業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈共同合作。”中國(guó)整車(chē)同行應(yīng)該多給國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體試錯(cuò)中改進(jìn)的機(jī)會(huì)。

據(jù)行業(yè)跟蹤數(shù)據(jù)，國(guó)外半導(dǎo)體企業(yè)在碳化硅芯片方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，國(guó)產(chǎn)SiC芯片在整車(chē)上應(yīng)用的規(guī)模較小且產(chǎn)業(yè)鏈仍不成熟；國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)，在SiC模塊封裝方面開(kāi)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(chē)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(guó)產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體在車(chē)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(diǎn)。而現(xiàn)在碳化硅襯底的生產(chǎn)工藝還有三個(gè)瓶頸：一是晶體質(zhì)量，二是長(zhǎng)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(lái)有很大降本空間。

主要方法：

一是通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，提高效率和良率；

二是規(guī)模化生產(chǎn)；

三是設(shè)備、材料國(guó)產(chǎn)化。如，碳化硅晶錠在長(zhǎng)晶爐里15-20天長(zhǎng)3.5厘米，如果長(zhǎng)5厘米，效率將更高。

目前，長(zhǎng)晶爐等設(shè)備已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。“未來(lái)三到五年窗口期，會(huì)給國(guó)內(nèi)裝備提供平等機(jī)會(huì)。”

行業(yè)呼喚標(biāo)準(zhǔn)完善以及避免盲目投資

現(xiàn)在問(wèn)題是未來(lái)兩三年產(chǎn)能?chē)?yán)重不足，國(guó)際大芯片企業(yè)都在投資，更多投資在國(guó)外。中國(guó)是全球最大的新能源汽車(chē)市場(chǎng)，博世也在尋找合作伙伴，在中國(guó)市場(chǎng)布局，形成一定的戰(zhàn)略合作關(guān)系。

對(duì)于碳化硅的缺口，2025年全世界2000萬(wàn)輛新能源汽車(chē)，如果B級(jí)以上車(chē)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(jì)將達(dá)到150萬(wàn)-300萬(wàn)片6英寸晶圓。大家沖著這個(gè)缺口，拼命擴(kuò)產(chǎn)。

但是，國(guó)產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體真正有效產(chǎn)出、達(dá)到車(chē)規(guī)級(jí)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(guò)剩的風(fēng)險(xiǎn)。

在避免盲目擴(kuò)張的呼聲之外，盡快完善汽車(chē)功率半導(dǎo)體的標(biāo)準(zhǔn)，也是業(yè)界熱切期盼的。現(xiàn)在每家車(chē)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(chē)功率芯片、封裝的標(biāo)準(zhǔn)趨同，有利于集中精力辦大事。

國(guó)汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟功率半導(dǎo)體分會(huì)的理事長(zhǎng)董揚(yáng)表示，成立功率半導(dǎo)體分會(huì)就是為了建立產(chǎn)業(yè)生態(tài)，打通標(biāo)準(zhǔn)制訂、檢測(cè)認(rèn)證等各個(gè)環(huán)節(jié)。

相信中國(guó)汽車(chē)功率半導(dǎo)體行業(yè)將會(huì)迎來(lái)大發(fā)展的機(jī)會(huì)。