近日，據韓媒(mei)報道，多名業內(nei)人士透(tou)露，LG集團旗(qi)下子(zi)公司(si)矽芯片有限公(gong)司（Silicon Works）日(ri)前宣布(bu)擴大(da)其半導(dao)體(ti)業務(wu)，重(zhong)點(dian)押注碳化矽PMIC以(yi)及(ji)MCU。

據(ju)了解，矽芯片公司此(ci)前更常(chang)以其(qi)驅動IC產品被業界所(suo)熟知。此次(ci)大動(dong)作(zuo)轉向(xiang)碳化矽芯片領域(yu)，不僅透露(lu)了(le)其對(dui)從LG集(ji)團(tuan)分拆後的(de)發展規劃，更(geng)是(shi)從(cong)側麵(mian)印證了碳化矽正在成為汽(qi)車領(ling)域冉(ran)冉升(sheng)起的新星(xing)。

碳化矽（SiC）又(you)名碳矽石(shi)、金(jin)剛(gang)砂(sha)，是一(yi)種(zhong)無機(ji)物，化學式為SiC，是用石英砂、石油焦(jiao)（或煤(mei)焦）、木(mu)屑（生產綠色(se)碳化矽時需(xu)要(yao)加(jia)食鹽(yan)）等原(yuan)料通(tong)過(guo)電(dian)阻(zu)爐高溫冶(ye)煉而成。

作為第三代半導體的代表，碳化矽材料具(ju)有寬(kuan)的禁(jin)帶寬度，高(gao)的擊穿電場(chang)、高的熱(re)導率、高的電子飽和(he)速率及更高的抗(kang)輻射(she)能力，因而(er)更適(shi)合(he)於製(zhi)作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件，因此在IGBT、MOSFET等(deng)功(gong)率半導體中應(ying)用尤(you)為(wei)廣(guang)泛(fan)。

安(an)信證(zheng)券李哲(zhe)團隊此前(qian)研(yan)報(bao)曾(ceng)指(zhi)出，雖然(ran)當前功率器件(jian)仍(reng)以碳基(ji)為主(zhu)，但(dan)碳化矽基器件低(di)能量損耗、耐高壓、耐高溫等優(you)良特性更適合功率(lv)器(qi)件使(shi)用，漸有取代(dai)碳基器件之勢(shi)。

具體來(lai)說，碳化矽基MOSFET相(xiang)較於矽基MOSFET擁有高度穩(wen)定的晶體結構(gou)，工作溫(wen)度可達 600 ℃；擊穿(chuan)場強(qiang)是矽的十倍(bei)多，因此阻斷電壓更高；導通損耗比矽器件小很(hen)多(duo)，而且(qie)隨(sui)溫度(du)變(bian)化很小；熱導係數幾乎是矽材(cai)料的2.5倍(bei)，飽(bao)和電子漂移(yi)率是矽的2倍(bei)，所以能在更高的頻(pin)率下(xia)工(gong)作。

正(zheng)是基於這些(xie)特(te)性，碳化矽終(zhong)端(duan)市場主要為新能源(yuan)車以及光伏服務，尤其在新能源車的新能(neng)源車OBC、DC/DC、逆變器、充(chong)電樁(zhuang)，及光伏逆變器都需要大量使用功率器件。

目(mu)前，碳化矽是發(fa)展最(zui)成(cheng)熟的寬禁帶半(ban)導體材料，世界各(ge)國對其研究非常重視，紛(fen)紛投入(ru)大量的人力物(wu)力(li)積極發展，美(mei)國(guo)、歐洲、日本(ben)、中國等紛紛從國家(jia)層麵上(shang)製定了相應的研究規劃：

美國：2014年1月(yue)，美國總統奧(ao)巴馬(ma)親(qin)自(zi)主導成立(li)了以SiC為代表的第(di)三(san)代寬禁帶(dai)半導體產業聯盟。這一舉(ju)措的背後，是美國對以SiC半導體為代表(biao)的第三代寬禁帶半導體產業的強力支(zhi)持。

歐洲(zhou)：德國英飛(fei)淩公司與歐洲(zhou)17家企業共同(tong)成立Smart PM（Smart Power Management）組織，拓展碳化矽在電源和電器設備中的應用(yong)。歐洲(zhou)納米科技谘詢委員會（ENIAC）的“高效(xiao)率電動汽車(che)計(ji)劃(hua)”則專(zhuan)注於碳化矽功率器件在新型電動汽車中的應用技術研發，由英飛淩公司主導。

日本：日本政府(fu)在2013年就(jiu)將(jiang)SiC納入“首(shou)相戰(zhan)略”，認(ren)為未(wei)來50%的節(jie)能要通過它來實(shi)現，創(chuang)造(zao)清潔能源的新時(shi)代。日本經濟(ji)產業省積極(ji)開展碳化矽的研發及生產，促進(jin)碳化矽在通訊電源、混合動力汽車、可再生能源變頻器、工業馬達(da)驅(qu)動等領域的應用。

中國：2016年，我(wo)國國務院發布《“十三五(wu)”國家科技創新規劃》，其中明(ming)確(que)提(ti)到(dao)加速第三代半導體材料的突破(po)等內容(rong)。

汽車廠(chang)商們(men)的謀而後(hou)動

自從2016年4月，特斯拉Tesla Model 3中率先采用了以碳化矽SiC MOSFET為功率模塊的逆變器之(zhi)後，截(jie)至當前，全球(qiu)已(yi)有超過20家汽車廠商(shang)在車載充電係(xi)統(tong)中使用碳化矽功率器件。

碳化矽市(shi)場的火爆(bao)引發了大量(liang)半導體廠商的湧(yong)進，其中份額最大的當屬(shu)美國的Cree，根據Yole最新的報告，它占了整(zheng)個(ge)SiC功率器件市場的62%。

在這些半導體廠商為之瘋(feng)狂之時，汽車廠商們也(ye)按耐(nai)不(bu)住衝(chong)動了。近年(nian)來，他(ta)們動作頻頻。

豐田(tian)

作為全(quan)球知名(ming)車廠，豐(feng)田顯然十分關(guan)注這(zhe)方麵。2020年4月，電裝和豐田合資成立“MIRISE Technologies”，進行下一代先(xian)進車載半導體的研究(jiu)和開發。MIRISE將結(jie)合豐田在整車和電裝在零(ling)部件的經驗(yan)，致力於三個技術領域：功率電子、傳感(gan)器、SoC，進一步凸顯出(chu)他們對車載半導體的重視。

據悉(xi)，豐田中央研發實驗室和電裝(zhuang)公司從1980年開始合作開發SiC半導體材料，2014年5月他們正式(shi)發布了基於SiC半導體器件的零部件——應用於(yu)新能源汽車的功率控製單(dan)元（PCU）。

大眾

大眾汽車在功率半導體方(fang)麵也有布局，一是Cree，它成為了大眾(zhong)汽車FAST（Future Automotive Supply Tracks，未來汽車供應鏈）項目SiC碳化矽的獨(du)家合作夥伴(ban)。二是英飛淩，它成為大眾FAST項目戰略(lve)合作夥(huo)伴，合作點集中在大眾MEB電力驅動控製解(jie)決方案(an)中的功率模(mo)塊。

Cree本就是SiC材料(liao)和晶圓的國際大供應商，大眾此次的鎖定(ding)無(wu)疑(yi)為它打(da)開了更為廣闊的市場。英飛淩在全球MOSFET和IGBT等汽車半導體市場中占有率位(wei)居前三。

本田

本田汽車公司、日產汽車公司均(jun)和羅姆公司就HEV／EV應用SiC半導體技術進行了多年的合作研究。本田和羅(luo)姆公司共(gong)同開發出了使用SiC半導體器件的高功率電源模塊，將轉換(huan)器和逆(ni)變器的二極管和晶體管(guan)全部由矽器件改(gai)為SiC器件。

福(fu)特

2015年底，福特宣布計劃為電動汽車項(xiang)目投資45億(yi)美元(yuan)，近年來福特公司就SiC／GaN器件在混(hun)合動力汽車上的應用進行了投資研究。

SiC的市場正在爆發，這一點毋(wu)庸(yong)置(zhi)疑。Yole Développement在Power SiC 2018: Materials, Devices and Applications報告中預(yu)計，主逆變器采用碳化矽將導致(zhi)“2017 - 2023年SiC市場複(fu)合年增長率達到108％”。

Yole發現(xian)，幾乎所有汽車製造商未來幾年都將在主逆變器中使用SiC。特別(bie)是，所有中國汽車OEM都在積(ji)極考(kao)慮采用SiC。

麵對如此龐(pang)大的需求，國內廠商當(dang)然也不會(hui)錯過，不過與(yu)巨(ju)頭相比(bi)稍(shao)顯落後。據數(shu)據顯示，在我國過去(qu)一年中，全國半導體總投(tou)資超過700億，而涉(she)及到SiC相關的項目就有65億，其中不乏(fa)三安光(guang)電、中科鋼(gang)研、天通股(gu)份(fen)等企業。據相關人士透漏(lou)，目前我國在碳化矽器件方麵的增(zeng)速(su)異(yi)常迅(xun)猛，特別是在節能環保(bao)的大背景下，國內越(yue)來越多的企業開始大規模使用碳化矽器件。

在龐大的市場需求(qiu)推(tui)動下，國內都(dou)湧現了一批優秀(xiu)的甚至在全球市場都有一席之地的企業，整個產業鏈(lian)已經(jing)接(jie)近實現全國產替(ti)代。據悉，在SiC功率器件研發製造方麵，國內半導體企業有楊(yang)傑電子、基本半導體、蘇州能訊高能半導體、株(zhu)洲中車時代、中電科55所、三安光電等。

作為汽車企業，比亞迪也正在積極布局碳化矽。據悉，比亞迪(di)已投入巨資布局(ju)第三代半導體材料SiC，並(bing)將整合材料（高純(chun)碳化矽粉）、單晶、外延、芯(xin)片、封裝等SiC基半導體全產業鏈，致力於降低SiC器件的製造成本，加快(kuai)其在電動車領域的應用。

在近日的報道(dao)中，比亞(ya)迪半導體產品總(zong)監楊欽耀表示(shi)，比亞迪車規級(ji)的IGBT已經走(zou)到5代，碳化矽MOSFET已經走(zou)到3代，第4代正在開(kai)發當中。目前在規劃自建(jian)產線，預計到明年有自己(ji)的產線(xian)。

同樣(yang)，也有Tire 1廠商開始(shi)看中碳化矽領域，並試(shi)圖進行投資布局。Tier1(Tier One)意(yi)為給設備廠商供貨(huo)的一級供(gong)應商。

博(bo)世不得不提，2019年10月，博世(shi)高調(diao)宣(xuan)布其開始碳化矽相關業務。功率碳化矽半導體生產基地(di)位於德國羅伊(yi)特林(lin)根(gen)，主要來生(sheng)產碳化矽的晶圓以及MOSFET。

博世董事(shi)會成員Harald Kroeger指出，這將是博世133年曆(li)史上最大的一筆投資，再次強調出碳化矽（SiC）這一半導體材料在汽車行業的重要性。而上一次引(yin)發碳化矽討(tao)論熱潮的是大眾與科銳(rui)、英飛淩的戰略合作。

同時，博世也公開了其碳化矽產品的技術路線圖，裸芯片，預計2021年的年底(di)會上市。分立器件MOSFET這塊(kuai)，大概會在2022年初上市，基於對於客戶(hu)的需求的匹(pi)配(pei)。

總部同位於德(de)國的采埃(ai)孚與美國碳化矽半導體企業科銳宣布建立戰略合作關係，計劃2022年前將SiC電驅動係統推向市場。

2019年4月，采埃孚(fu)首次采(cai)用SiC技術的電驅動係統已經用於法(fa)國文圖(tu)瑞Venturi的電動賽(sai)車。SiC電驅動係統具備(bei)更高的能量轉(zhuan)換效率。采埃孚的目標(biao)不止(zhi)在於電動賽車，它計劃3-4年內將SiC電驅動係統批量應用於乘用車中。

還(hai)有德爾福，在9月份宣布計劃在下個十(shi)年初(chu)期推出基於SiC芯片的逆變器。它認為，800V 碳化矽逆變器“下一代高效電動和混合動力汽車的核心(xin)部(bu)件之一”。它已與一家跨國OEM達成八年共27億美元的項目。該(gai)項目預計將於2022年開始落實，最初推出的將是以800V電壓運(yun)行的高性(xing)能電動汽車。

看向國內，“不造車”的華(hua)為表示將做產品直接供應整車廠的汽車零部件供應商，也算(suan)是Tier1。2019年，華為旗下的哈勃(bo)科技投資有限(xian)公司投資參股了山東(dong)天(tian)嶽(yue)先進材料科技有限公司,持(chi)股10%。2020年12月，企查查顯(xian)示，哈勃科技投資有限公司投資碳化矽外延晶(jing)片供應商瀚(han)天天成，認繳出資額(e)超977萬元。

隨著新技術跨(kua)領域的融(rong)合，汽車行業迎(ying)來了重大的變革，這些Tier1廠商們也紛紛開啟了向科技領導者(zhe)的轉型(xing)之路。

很顯然，現在碳化矽已經成為了國內外車廠的布局重點，不論是采用供應商的碳化矽產品還是自己投資研發碳化矽，總而言(yan)之，在新能源車爆火(huo)的今天，已經徹底將碳化矽推向了技術浪潮(chao)的巔峰。

從矽 (Si) 到碳化矽 (SiC) 的轉變，已經不再是需要我們考慮是會否發生與何時發生的問(wen)題(ti)，而是我們已經身(shen)處其中。全麵地參與到諸(zhu)多產業的巨大變革(ge)之中。這些產業的未來絕(jue)對不會是一成不變的，也許(xu)會產生前所未有的變化。而那些能夠快速適應這些變化的廠商，則(ze)定將收(shou)獲豐碩(shuo)的成果(guo)。

*本文轉自 http://news.moore.ren/industry/262487.htm