電子發(fā)燒友原創(chuàng) 章鷹

2024年，國產SiC模塊上車加速。據電子發(fā)燒友不完全統(tǒng)計，2023年公開的國產SiC車型合計142款，乘用車76款，僅僅在2023年新增加的SiC車型合計45款。業(yè)內專家表示，新能源汽車采用SiC市場已完全打開，目前新能源汽車主驅應用的主流器件是1200V SiC MOSFET。當然，400V的平臺目前采用750V的SiC在做一些替代。

國際調研機構Yole Group數(shù)據顯示，SiC 已逐漸在電動車主驅逆變器中扮演要角，2023年SiC全球市場已經達到27億美元，其中汽車占據70%到80%的市場，未來隨著電氣架構將往800V邁進，而耐高壓SiC 功率元件預料將成為主驅逆變器標配。此外，還有光伏、風電，這兩個領域對SiC需求，未來可以占據15%到20%的市場份額。

近年來，國產SiC在多個環(huán)節(jié)和應用領域實現(xiàn)突破，為產業(yè)發(fā)展注入了強勁動力。功率模塊和SiC模塊國產化率如何？在SiC領域，方正微電子、比亞迪半導體、芯聯(lián)集成等廠商有哪些新產品和進展，本文為大家匯總分析。

SiC領域，五家廠商占91.9%份額！國內廠商和海外大廠兩大差距

Omdia高級分析師毛敏明帶來的《中國市場功率半導體發(fā)展趨勢》報告顯示，2023年，功率模塊國產化率為38.8%，其中硅功率MOSFET國產化率為26.1%，離散式IGBT的國產化率達到28.4%。

根據Trendforce集邦咨詢研究顯示，2023年全球SiC功率器件產業(yè)在純電動汽車應用的驅動下保持強勁增長，前五大SiC器件供應商約占整體營收91.9%，其中ST以為32.6%市占率位居第一，安森美（onsemi）則由2022年的第四名躍居第二名，市場份額為23.6%。緊隨其后的則是英飛凌（Infineon，16.5%）、Wolfspeed（11.1%）、羅姆半導體（ROHM，8%）。

華潤微專家在灣芯展上表示，以IGBT為例，國內IGBT技術落后于國際大廠2代左右，產品布局上，海外功率大廠布局更加全面，海外標桿企業(yè)擁有功率全產品線，包括分立器件、MOSFET、SiC、GaN及功率IC和模塊等，國內功率公司除了龍頭企業(yè)，其余公司很少實現(xiàn)產品全覆蓋。但是目前隨著國產替代興起，國內中高端功率產品已經獲得上車機會，包括SIC模塊，雖然時間節(jié)點上晚于海外國際功率大廠，但是也實現(xiàn)了一些突破。

方正微電子推出車規(guī)級SiC MOS 1200V產品，實現(xiàn)對國外產品替代

10月16日，方正微電子在首屆“灣芯展”上重磅發(fā)布了車規(guī)/工規(guī)級SiC MOS 1200V全系產品。其中TPAK FA120T008AA產品采用高耐溫塑封器件，采用芯片燒結和Clip bond技術提升器件性能，可以燒結外形更適合電動車主驅，1200V8mΩ。

圖1：方正微電子SiC MOS功率模組 電子發(fā)燒友拍攝

還有，我們現(xiàn)場看到1200V 35m/60m/85mΩ應用于OBC，1200V 60m/85mΩ應用于DC/DC，1200V 60m/85mΩ應用于空調壓縮機，1200V 16m/20m/35m/60mΩ應用于充電樁等場景。方正微電子副總裁、產品總經理彭建華表示，方正微電子車規(guī)1200V SiC MOS產品已經規(guī)模應用，特別是在新能源汽車主驅控制器上規(guī)模上車。

圖2：方正微電子SiC芯片應用 電子發(fā)燒友拍攝

方正微電子在國產供應鏈上具備兩大優(yōu)勢：一、公司已經實現(xiàn)了車規(guī)級碳化硅芯片量產，在芯片的設計與制造上均實現(xiàn)了獨立自主，并且和國產SiC襯底、SiC外延的知名廠商實現(xiàn)強強合作；二、產能規(guī)模上也持續(xù)上量。公司已經實現(xiàn)6英寸SiC 產能9000片/月，預計2024年底產能將達到1.4萬片/月，2025年將具備16.8萬片/年車規(guī)SiC MOS生產能力。

方正微電子擁有兩座Fab廠，F(xiàn)ab1還負責生產氮化鎵晶圓，目前月產能為4000片。而Fab2為8英寸碳化硅晶圓生產線，預計將于年底通線，長遠規(guī)劃產能6萬片/月。

比亞迪推出1200V SIC模塊，功率大幅度提升30%！

比亞迪作為國內首家自主研發(fā)功率半導體芯片廠商，在IGBT和SiC的產品研發(fā)上一馬當先。在2024年北京車展期間，比亞迪曾展出 1200V 1040A 高功率碳化硅模塊。此模塊采用雙面銀燒結等先進工藝。

相較于市場主流的SIC功率模塊，比亞迪的1200V 1040A SiC功率模塊在不改變原有模塊封裝尺寸的基礎上將模塊功率大幅提升了近 30%，突破了高溫封裝材料、高壽命互連設計、高散熱設計及車規(guī)級驗證等技術難題，主要應用于新能源汽車電機驅動控制器。

而在6月份的中國汽車重慶論壇上，比亞迪品牌及公共關系處總經理李云飛表示，比亞迪新建的碳化硅工廠將成為行業(yè)最大的工廠。他強調，比亞迪最新的碳化硅工廠將于今年下半年投產，產能規(guī)模是全球第一，是第二名的 10 倍。據悉，今年下半年起，比亞迪 20 萬左右的車型也將搭載應用碳化硅的智能化方案，從而實現(xiàn)智能駕駛等更大范圍的搭載應用，會通過 OTA（若硬件具備）或推出新款車型（若硬件不具備）的形式來覆蓋。

芯聯(lián)集成SiC模組進入國內車企和海外供應鏈

自2023年，芯聯(lián)集成量產平面柵SiC MOSFET以來，芯聯(lián)集成90%的SiC產品應用于新能源汽車主驅逆變器，且SiC MOSFET出貨量已經居亞洲第一。受益于問界車型銷量大增，帶動了芯聯(lián)集成SiC MOS主驅功率模塊裝車量快速增長。近期，芯聯(lián)集成憑借1200V 600A SiC全橋塑封功率模塊脫穎而出，成功入圍“中國汽車新供應鏈百強”。

芯聯(lián)集成執(zhí)行事務合伙人袁鋒表示，新能源的發(fā)展帶來碳化硅（SiC）需求大幅增長。碳化硅（SiC）作為第三代半導體材料，在汽車行業(yè)中引起了巨大關注，是因為特斯拉在 Model 3 車型中使用了 48 顆碳化硅芯片。碳化硅最直觀的優(yōu)勢是能顯著降低 5 % 的能量損耗，直接降低了電池的成本。此外，碳化硅在超高壓和大電流應用中顯示出獨特的材料優(yōu)勢。

他分享說：“2023年中國IGBT芯片出貨中，芯聯(lián)集成出貨量穩(wěn)居第一，在2024年上半年SiC MOSFET中國市場出貨芯聯(lián)集成位居國產廠商第一，全球第六?！?/p>

電子發(fā)燒友拍攝

10月28日，芯聯(lián)集成公布了2024年第三季度財報，報告披露，芯聯(lián)集成在2024年第三季度營收16.68億，同比增長27.16%；毛利率轉正達6.16%，同比提高14.42%。分業(yè)務來看，芯聯(lián)集成新能源車業(yè)務板塊收入同比增長接近30%，旗下SiC功率模塊量產和定點項目持續(xù)增加，已獲得比亞迪、小鵬、蔚來、理想、廣汽埃安等多家知名整車廠定點采購，并已經成功打入歐洲市場。 據悉，芯聯(lián)集成以SiC MOSFET芯片及模組產線組成第二增長曲線將保持國內領先地位，預期全年可以實現(xiàn)10億元收入的目標。

寫在最后

碳化硅上車已經成為大趨勢，招商證券報告顯示，2024年上半年國內新能源乘用車中碳化硅滲透率已超26%，除了英飛凌、ST、安森美等國際大廠外，本土SiC模塊企業(yè)比亞迪半導體、芯聚能、芯聯(lián)集成出貨量激增。由于競爭激烈和應用場景復雜，車規(guī)級SiC MOSFET可靠性標準逐年提高，這也將進一步推動設計和制造技術進步。相信隨著國產SiC模塊企業(yè)在產品線覆蓋、性能和應用領域持續(xù)耕耘，未來會在國內新能源汽車供應鏈上獲得更大突破。