近(jin)日，據韓(han)媒報道(dao)，多(duo)名(ming)業內人士(shi)透(tou)露，LG集團旗下子公(gong)司(si)矽芯(xin)片有限(xian)公司（Silicon Works）日前(qian)宣(xuan)布擴(kuo)大(da)其半導(dao)體業務(wu)，重(zhong)點押(ya)注碳化矽PMIC以及MCU。

據(ju)了(le)解(jie)，矽芯片公司此前更常以其驅(qu)動(dong)IC產品被(bei)業界(jie)所(suo)熟知。此(ci)次大動作(zuo)轉向碳化矽芯片領(ling)域，不僅透露(lu)了其(qi)對(dui)從LG集團分拆後的發展規(gui)劃，更(geng)是從側(ce)麵印證(zheng)了碳化矽正(zheng)在成(cheng)為汽(qi)車領域冉(ran)冉升起(qi)的新(xin)星。

碳化矽（SiC）又(you)名碳矽石、金(jin)剛砂，是(shi)一(yi)種無機物(wu)，化學(xue)式(shi)為(wei)SiC，是用(yong)石(shi)英砂(sha)、石油焦（或煤焦(jiao)）、木屑（生(sheng)產綠色(se)碳化矽時需(xu)要加(jia)食(shi)鹽）等原(yuan)料通(tong)過(guo)電阻(zu)爐高溫(wen)冶煉而(er)成。

作為第三(san)代(dai)半(ban)導體的(de)代表，碳化矽材料具(ju)有寬的禁帶寬度(du)，高(gao)的擊(ji)穿電場、高的熱導率、高的電子(zi)飽(bao)和速率及(ji)更高的抗輻(fu)射能力，因而更適合(he)於製作高溫、高頻、抗輻射(she)及大功(gong)率(lv)器件，因此在IGBT、MOSFET等功率半導體中應(ying)用尤(you)為廣(guang)泛(fan)。

安信(xin)證券(quan)李(li)哲團隊(dui)此前研(yan)報(bao)曾指出，雖然當(dang)前功率器件(jian)仍以(yi)碳基(ji)為主(zhu)，但(dan)碳化矽基器(qi)件低能量(liang)損(sun)耗、耐高壓(ya)、耐高溫等優(you)良特(te)性更適(shi)合功率器件使用，漸(jian)有取代碳基器件之(zhi)勢。

具體來說，碳化矽基MOSFET相(xiang)較於矽基MOSFET擁有高度穩(wen)定(ding)的晶體(ti)結(jie)構，工(gong)作溫度可達(da) 600 ℃；擊穿場強是矽的十(shi)倍(bei)多，因(yin)此阻斷(duan)電壓更高；導通損耗(hao)比矽器件小很多，而且(qie)隨溫度變化很(hen)小(xiao)；熱導係數(shu)幾乎(hu)是矽材料的2.5倍，飽和(he)電子漂(piao)移(yi)率是矽的2倍，所以能(neng)在更高的頻(pin)率下(xia)工作。

正是基於(yu)這些特性，碳化矽終端市場(chang)主要(yao)為新能源(yuan)車以及光伏服務，尤其在新能源車的新能源車OBC、DC/DC、逆變(bian)器、充(chong)電樁，及光伏逆變(bian)器都需要大量使用功率器件。

目前，碳化矽是發展最(zui)成熟(shu)的寬(kuan)禁帶(dai)半導體材料(liao)，世(shi)界各國(guo)對其研究非(fei)常(chang)重視，紛紛投入大量的人力物力積(ji)極(ji)發展，美國、歐洲、日(ri)本(ben)、中國等紛(fen)紛從(cong)國家(jia)層麵上(shang)製(zhi)定了相應的研究(jiu)規劃(hua)：

美國：2014年(nian)1月(yue)，美國總統奧(ao)巴(ba)馬(ma)親(qin)自主導成立了以SiC為代表(biao)的第三代寬禁帶半導體產業聯(lian)盟(meng)。這(zhe)一舉(ju)措(cuo)的背後，是美國對以SiC半導體為代表的第(di)三代寬禁帶半導體產(chan)業的強力支(zhi)持。

歐洲：德(de)國英飛淩(ling)公司與歐(ou)洲(zhou)17家企業共(gong)同成立(li)Smart PM（Smart Power Management）組織，拓展碳化矽在電(dian)源和電器設備中的應用。歐洲納(na)米(mi)科(ke)技谘詢(xun)委員(yuan)會（ENIAC）的“高效(xiao)率電動汽車計劃”則(ze)專(zhuan)注於碳化矽功率器件在新型電動汽車中的應用技(ji)術研發，由英飛(fei)淩公司主導。

日本：日本政府(fu)在2013年就將SiC納入“首相戰(zhan)略”，認為未(wei)來(lai)50%的節能要通過它(ta)來實(shi)現(xian)，創造(zao)清潔(jie)能源的新時代。日本經(jing)濟(ji)產業省(sheng)積極開(kai)展碳化矽的研發及生產，促(cu)進碳化矽在通訊電源、混合動力(li)汽車(che)、可再(zai)生能源變頻器、工業馬達驅動等領域的應用。

中國：2016年，我國國務院發布《“十三五”國家科技創(chuang)新規劃》，其中明(ming)確提(ti)到加速(su)第三代半導體材(cai)料的突破等(deng)內(nei)容(rong)。

汽車廠(chang)商(shang)們(men)的謀(mou)而後動

自(zi)從2016年4月，特斯拉Tesla Model 3中率先(xian)采用了以碳化矽SiC MOSFET為功率模塊(kuai)的逆變器之後(hou)，截至當前，全球已(yi)有超(chao)過20家汽車廠商在車載(zai)充電係統(tong)中使用碳化矽功率器件。

碳化矽市(shi)場的火爆(bao)引(yin)發了大量半導體廠商的湧(yong)進，其中份額(e)最大的當屬(shu)美國的Cree，根據Yole最新的報告(gao)，它占了整個(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(shi)，汽車廠商們也按耐不(bu)住衝動了。近年來，他們動作頻頻。

豐田(tian)

作為全(quan)球(qiu)知名車廠，豐(feng)田顯(xian)然十分(fen)關注這方(fang)麵(mian)。2020年4月，電裝和豐田合資成立“MIRISE Technologies”，進(jin)行(xing)下一代先進車載半導體的研究和開發。MIRISE將結合豐田在整(zheng)車和電裝(zhuang)在零(ling)部(bu)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(tu)顯出(chu)他們對車載半導體的重視。

據悉，豐田中央研發實驗室(shi)和電裝公司從1980年開始(shi)合作開發SiC半導體材料，2014年5月他(ta)們正式發布(bu)了基於SiC半導體器件的零部件——應用於新能源汽車的功率控(kong)製單元（PCU）。

大眾

大眾(zhong)汽車在功率半導體方麵也有布局(ju)，一是Cree，它成為了大眾汽車FAST（Future Automotive Supply Tracks，未來汽車供(gong)應鏈(lian)）項目(mu)SiC碳化矽的獨(du)家合作夥伴。二是英飛淩，它成為大眾FAST項目(mu)戰略合作夥伴，合作點(dian)集中在大眾MEB電力驅動控製解決(jue)方案中的功率模塊。

Cree本就(jiu)是SiC材料和晶(jing)圓(yuan)的國際(ji)大供應商，大眾此次的鎖(suo)定無疑(yi)為它打(da)開了更為廣闊(kuo)的市場。英飛淩在全球MOSFET和IGBT等汽車半導體市場中占(zhan)有率位居前三。

本田

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

福特

2015年底(di)，福特宣布計(ji)劃為電動汽車項(xiang)目投資45億美元，近年來福(fu)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報告中預計，主逆變器采用碳化矽將(jiang)導致“2017 - 2023年SiC市場複(fu)合年增(zeng)長(zhang)率達到(dao)108％”。

Yole發現，幾乎所有汽車製造商未來幾年都將在主逆變器中使用SiC。特別是，所有中國汽車OEM都在積極考慮(lv)采用SiC。

麵對如(ru)此龐(pang)大的需求(qiu)，國內廠商當然(ran)也(ye)不會錯過，不過與巨頭相比稍(shao)顯落(luo)後。據數據顯示，在我國過去一年中，全國半導體總投資超過700億(yi)，而涉及到SiC相關的項目就有65億(yi)，其中不乏三安(an)光(guang)電、中科鋼(gang)研、天通股份(fen)等企業。據相關(guan)人士透漏(lou)，目前我國在碳化矽器件方麵的增速異(yi)常迅猛(meng)，特別(bie)是在節(jie)能環保(bao)的大背(bei)景(jing)下，國內越(yue)來越多的企業開始大規模使用碳化矽器件。

在龐大的市場需求推動下，國內都湧現了一批優秀(xiu)的甚至(zhi)在全球市場都有一席之地的企業，整個產業鏈已經接近實現全國產替(ti)代。據悉(xi)，在SiC功率器件研發製造方麵，國內半導體企業有楊(yang)傑(jie)電子、基本半導體、蘇(su)州能訊(xun)高能半導體、株洲中車時代、中電科55所、三安光電等。

作為汽車企業，比(bi)亞迪(di)也正在積極布局碳化矽。據悉，比亞(ya)迪已投入巨資布局第三代半導體材料SiC，並將整合材料（高純碳化矽粉）、單(dan)晶、外延、芯片、封(feng)裝等SiC基半導體全產業鏈，致(zhi)力於降低(di)SiC器件的製造成本，加快其在電動車領域(yu)的應用。

在近日的報道中，比亞迪半導體產品總(zong)監(jian)楊欽耀表示，比亞迪車規級的IGBT已經走到5代，碳化矽MOSFET已經走到3代，第4代正在開發當中。目前在規劃自建產線(xian)，預(yu)計到明年有自己(ji)的產線。

同(tong)樣，也有Tire 1廠商開始看中碳化矽領域，並(bing)試(shi)圖(tu)進行投資布局。Tier1(Tier One)意(yi)為給設備廠商供貨的一級(ji)供應商。

博(bo)世不得(de)不提，2019年10月，博世高調(diao)宣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(wei)於德國羅伊特林根，主要來生產碳化矽的晶圓以及MOSFET。

博世董(dong)事會成員Harald Kroeger指(zhi)出，這將是博世133年曆(li)史(shi)上最大的一筆(bi)投資，再次強(qiang)調出碳化矽（SiC）這一半導體材料在汽車行業的重要性(xing)。而上一次(ci)引發碳化矽討(tao)論(lun)熱潮的是大眾與(yu)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(lu)線圖，裸(luo)芯片，預計2021年的年底會(hui)上市。分立器件MOSFET這塊，大概會在2022年初(chu)上市，基於對於客(ke)戶(hu)的需求的匹(pi)配。

總部同位於德國的采(cai)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)首次采用SiC技術的電驅動係統已經用於法國文圖瑞Venturi的電動賽(sai)車。SiC電驅動係(xi)統具備更高的能量轉換效率。采埃孚的目標不止(zhi)在於電動賽車，它計劃3-4年內將SiC電驅動係統批(pi)量應用於乘(cheng)用車中。

還有德爾福，在9月份宣布計劃在下個十年初期(qi)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(he)心部件之一”。它已與一家跨國OEM達成八年共27億美(mei)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)行的高性能電動汽車。

看向國內，“不造車”的華(hua)為表示將做(zuo)產品直接(jie)供應整車廠的汽車零部件供應商，也算(suan)是Tier1。2019年，華為旗(qi)下的哈勃(bo)科技投資有限公司投資參(can)股(gu)了山東天(tian)嶽先進材料科技有限公司,持(chi)股10%。2020年12月，企查(cha)查顯示，哈(ha)勃科技投(tou)資有限公司投資碳化矽外延晶片供應商瀚(han)天天成，認(ren)繳出資額超977萬元。

隨著新技術跨(kua)領域的融(rong)合，汽車行業迎來了重大的變革(ge)，這些(xie)Tier1廠商們也紛紛開啟了向(xiang)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(hai)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(jin)天，已經徹底將碳化矽推(tui)向了技術浪潮(chao)的巔(dian)峰(feng)。

從矽 (Si) 到碳化矽 (SiC) 的轉變，已經不再是需要我(wo)們考慮是會否發生與何時發生的問題，而是我們已經身處(chu)其中。全麵地參與到諸(zhu)多產業的巨(ju)大變革之中。這些產業的未來絕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，則定將收(shou)獲豐碩(shuo)的成果(guo)。

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