電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/梁浩斌）SiC在電動(dòng)汽車(chē)電驅(qū)模塊上的應(yīng)用，隨著市場(chǎng)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)長(zhǎng)續(xù)航、高壓電氣架構(gòu)、快充等需求，正在加速普及。

傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體由于自身物理性質(zhì)受限，在高溫、高壓、高頻、高功率等領(lǐng)域上性能上限較低。而SiC的耐高壓能力是硅的10倍、耐高溫能力是硅的2倍、高頻能力是硅的2倍。與硅基模塊相比，碳化硅二極管及開(kāi)關(guān)管組成的模塊（全碳模塊），不僅具有碳化硅材料本征特性?xún)?yōu)勢(shì)，在應(yīng)用時(shí)還可以縮小模塊體積50%以上、消減電子轉(zhuǎn)換損耗80%以上。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可以簡(jiǎn)化散熱系統(tǒng)，降低熱預(yù)算，同時(shí)減小電容電感體積，從而降低系統(tǒng)綜合成本。

不過(guò)也不難發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)的SiC模塊，包括最近極氪威睿200kW電驅(qū)動(dòng)總成的SiC模塊供應(yīng)商芯聚能，包括比亞迪的SiC模塊，都采用海外大廠的SiCMOSFET，比如羅姆、ST、英飛凌等等。當(dāng)然，自研SiC模塊，同樣不簡(jiǎn)單，需要通過(guò)各種可靠性測(cè)試，器件集成化、高頻、高壓等SiC器件對(duì)功率模塊封裝形式和工藝都有很高的要求。

事實(shí)上國(guó)產(chǎn)SiCMOSFET產(chǎn)品也有不少，國(guó)內(nèi)規(guī)模比較大的有華潤(rùn)微、派恩杰、楊杰科技等都有SiCMOSFET產(chǎn)品，而更多的初創(chuàng)企業(yè)也在進(jìn)入車(chē)規(guī)SiCMOSFET賽道。但問(wèn)題在于，即使近幾年汽車(chē)缺芯現(xiàn)象不斷，SiC產(chǎn)能也明顯供不應(yīng)求，車(chē)企也在尋找更多的國(guó)產(chǎn)替代的時(shí)候，國(guó)產(chǎn)SiCMOSFET依然幾乎未被用于電動(dòng)汽車(chē)上。

這要從材料開(kāi)始說(shuō)起。SiC襯底和外延層由于制造工藝的問(wèn)題，往往缺陷密度較大，特別是相比與硅而言。至于車(chē)規(guī)級(jí)的高要求，以往對(duì)于國(guó)內(nèi)襯底以及外延等產(chǎn)品指標(biāo)來(lái)說(shuō)難以滿足要求的同時(shí)規(guī)模化供應(yīng)。這也是為什么說(shuō)碳化硅行業(yè)得襯底者得天下，要滿足車(chē)規(guī)級(jí)要求，器件封裝設(shè)計(jì)固然重要，但相比之下襯底和外延材料方面的指標(biāo)更加顯得關(guān)鍵。

目前國(guó)內(nèi)獲得車(chē)企訂單的SiCMOSFET供應(yīng)商并不多，以派恩杰為例，去年年底據(jù)消息人士透露獲得了國(guó)內(nèi)新能源龍頭車(chē)企OBC應(yīng)用的數(shù)千萬(wàn)級(jí)別訂單，電驅(qū)應(yīng)用的SiCMOSFET產(chǎn)品也早在去年2月已經(jīng)發(fā)布，而其代工廠是德國(guó)X-FAB。據(jù)了解，派恩杰的SiCMOSFET綜合良率在80%-90%左右，隨著功率的增大良率也會(huì)隨之降低，這是由材料缺陷造成的。

同時(shí)，目前國(guó)產(chǎn)SiCMOSFET在可靠性和產(chǎn)能兩方面都是較為薄弱的。產(chǎn)能方面，需要國(guó)內(nèi)SiC襯底、外延等材料廠商的支持，在降低材料缺陷密度的同時(shí)提高產(chǎn)量。而產(chǎn)量的關(guān)鍵，是長(zhǎng)晶技術(shù)和SiC襯底尺寸，目前國(guó)內(nèi)SiC襯底供應(yīng)逐漸完成從4英寸到6英寸的升級(jí)，但國(guó)際上看，以Wolfspeed為首的SiC巨頭今年已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入8英寸襯底量產(chǎn)節(jié)奏，國(guó)內(nèi)差距至少在2-3年。

而可靠性方面，類(lèi)似于國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)MCU的發(fā)展路線，很多廠商從工規(guī)開(kāi)始做起，逐漸過(guò)渡向車(chē)規(guī)，SiCMOSFET也一樣。有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，國(guó)內(nèi)SiCMOSFET的發(fā)展路線，需要結(jié)合國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，先做到工業(yè)級(jí)的品質(zhì)，提高產(chǎn)能后再慢慢突破車(chē)規(guī)級(jí)可靠性等技術(shù)要求。

去年吉利與芯聚能合資成立了廣東芯粵能半導(dǎo)體，目標(biāo)就是自產(chǎn)SiC功率器件，包括SBD、MOSFET等等。芯粵能SiC芯片項(xiàng)目總投資75億元，一期投資35億元，目標(biāo)年產(chǎn)24萬(wàn)片英寸SiC晶圓產(chǎn)線；二期建設(shè)年產(chǎn)24萬(wàn)片8英寸SiC晶圓的產(chǎn)線。按照規(guī)劃，芯粵能SiC器件2024年可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上車(chē)。

另外更多的國(guó)內(nèi)企業(yè)也推出了車(chē)規(guī)級(jí)的SiCMOSFET產(chǎn)品，比如清純半導(dǎo)體推出的車(chē)規(guī)級(jí)15V驅(qū)動(dòng)SiCMOSFET，并在國(guó)內(nèi)產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；芯塔電子也表示已經(jīng)有車(chē)規(guī)級(jí)1200VSiCMOSFET送樣測(cè)試；基本半導(dǎo)體、派恩杰、愛(ài)仕特、瀚薪、瞻芯電子等都有相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)推出。產(chǎn)品進(jìn)入爆發(fā)期，按照汽車(chē)行業(yè)的驗(yàn)證周期維度來(lái)算，我們可能會(huì)在1-2年后，就能看到國(guó)產(chǎn)SiCMOSFET大規(guī)模被應(yīng)用在新能源汽車(chē)上。