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  • 汽车缺“芯”这是碳化硅功率半导体“上车”的关键
来源:bob手机app    发布时间:2024-04-19 16:51:47
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  产业创新战略联盟功率半导体分会在长沙成立,将加快汽车功率芯片的国产化。在成立大会暨汽车功率芯片发展研讨会期间,获悉,汽车结构性缺芯给***带来机会,降本提质是国产功率芯片尤其是碳化硅功率半导体“上车”的关键。

  在会上行业专家这样认为,一辆电动车如果前驱与后驱都用功率半导体,功率半导体约占电机控制器的成本50%。

  业内人士表示,功率半导体,包括IGBT、碳化硅(SiC)功率半导体;业内共识是,20万元以内的电动车用IGBT,20万元以上的电动车用碳化硅功率半导体;碳化硅功率半导体损耗小、耐高压、耐高温,是功率半导体的未来发展趋势之一。

  目前汽车业仍结构性缺芯,比如,电源类、控制类、通信类、计算类、功率类的芯片均紧缺。像碳化硅芯片项目投资建设期需18-24个月,去年有许多碳化硅项目的投资,要2025年才会释放产能,预计2025年碳化硅功率半导体的紧缺状况才会得到缓解。

  国产化是解决缺芯风险的办法之一。目前,国内的碳化硅供应商,还没有大规模供应车规产品。加工硅要1500°C,加工碳化硅要2500°C;硅基衬作时间是两三天,碳化硅衬作时间是两三周。碳化硅器件的工艺技术要求高,所以成本约是硅基器件的数倍。现在,碳化硅功率半导体的生产的基本工艺还不够成熟,良率不是很高,成本比较高,未来成本一定要降下来。

  传统汽车时代,新车开发要45个月;数字化时代,新车开发要18-24个月,因此芯片、模块、电驱、整车开发需要同步进行,需要整车厂与半导体厂深度协同。“SiC处于汽车应用的起步阶段,需不断的提高SiC功率器件的生产制造良品率,满足车规级量产质量发展要求;SiC应用于车辆属于系统工程,需要整车、零部件、原材料生产企业的全产业链共同合作。”中国整车同行应该多给国产半导体试错中改进的机会。

  据行业跟踪数据,国外半导体企业在碳化硅芯片方面占据优势,国产SiC芯片在整车上应用的规模较小且产业链仍不成熟;国内半导体企业,在SiC模块封装方面开始形成规模,量产推广速度加快。SiC模块的成本有望在2025年降到同规格IGBT的1.5~2倍,采用SiC技术的汽车电机控制器的占比将逐步增加。

  碳化硅衬底目前占碳化硅芯片成本的约60%,因此降低衬底成本是重点。而现在碳化硅衬底的生产的基本工艺还有三个瓶颈:一是晶体质量,二是长晶效率,三是切磨抛的损耗,这是行业内各家企业都在努力攻克的难关。随着产业化推进和产学研合作,未来有很大降本空间。

  三是设备、材料国产化。如,碳化硅晶锭在长晶炉里15-20天长3.5厘米,如果长5厘米,效率将更高。

  目前,长晶炉等设备已实现国产化。“未来三到五年窗口期,会给国内装备提供平等机会。”

  现在问题是未来两三年产能严重不足,国际大芯片企业都在投资,更多投资在国外。中国是全球最大的新能源汽车市场,博世也在寻找合作伙伴,在中国市场布局,形成一定的战略合作关系。

  对于碳化硅的缺口,2025年全世界2000万辆新能源汽车,如果B级以上车型15%-30%使用碳化硅功率半导体,那么碳化硅的缺口预计将达到150万-300万片6英寸晶圆。大家冲着这个缺口,拼命扩产。

  但是,国产碳化硅功率半导体真正有效产出、达到车规级品质衡量准则的不多,中低端的碳化硅功率半导体存在产能过剩的风险。

  在避免盲目扩张的呼声之外,尽快完善汽车功率半导体的标准,也是业界热切期盼的。现在每家车厂需要的功率器件“百花齐放”,让供应商的研发力量不能集中,能否让汽车功率芯片、封装的标准趋同,有利于集中精力办大事。

  国汽车芯片产业创新战略联盟功率半导体分会的理事长董扬表示,成立功率半导体分会就为了建立产业生态,打通标准制订、等各个环节。

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