第三代半導體功率器件在汽車上的應用

目前碳化硅(SiC)在車載充電器(OBC)已經得到了普及應用，在電驅的話已經開始逐步有企業開始大規模應用，當然SiC和Si的功率器件在成本上還有一定的差距，主要是因為SiC的襯底良率還有長晶的速度很慢導致成本偏高。隨著工藝的改進，這些都會得到解決。

同時SiC由于開關速度比較快，衍生出來的問題在應用里還沒有完全的暴露出來，隨著SiC的終端客戶在這方面的應用經驗越來越豐富，SiC的使用也會趨于成熟。

接下來，安森美(onsemi)汽車主驅功率模塊產品線經理陸濤將和您聊聊關于未來SiC在新能源汽車上的普及及應用。

▲安森美汽車主驅功率模塊產品線經理 陸濤

要降低第三代半導體功率器件在新能源汽車上的使用門檻，您認為供應鏈上的各個環節需要怎么做？垂直整合(IDM)模式和Fabless + Foundry模式那個更適合？請簡述理由

IDM和Fabless都有機會，IDM由于整個供應鏈是完美整合的，所以它有天然的優勢去解決上面的問題。Fabless需要和Foundry深入配合才有可能解決這些問題。相對而言在SiC領域IDM會比Fabless發展快一些。

能否點評一下目前幾種主流的電動汽車功率器件的優劣勢，硅基MOSFET、SJ-MOSFET、硅基SiC、硅基GaN等？

電動汽車功率器件目前主要是硅基IGBT、MOSFET、GaN以及SiC MOSFET。硅基的IGBT優點是工藝成熟，高壓大電流工況下性能優異。但是開關速度不快，小電流損耗偏大。而硅基MOSFET優點是工藝成熟，低壓小電流條件下導通電阻比較低，同時速度也比較快但是高壓器件的導通電阻偏大。

SiC的MOSFET優點是高壓器件的導通電阻相對而言比較低，開關速度比較快。高壓小電流的情況下，導通電阻比較低特別適用于新能源汽車的逆變器應用里。但是它的成本偏高，同時高壓大電流的時候導通電阻比較高相對IGBT而言在這個時候損耗會偏高。

作為當前的電動汽車普及第一大國，中國提出了“雙碳”目標，汽車大廠比亞迪也率先宣布停售燃油車，這一系列的舉動是否會對國內的第三代半導體起到助推作用？貴司會如何開發和利用好這一市場？

第三代半導體對于電動車是非常關鍵的一個器件，未來會得到大規模的普及應用。安森美是少數具備SiC垂直供應鏈的供應商之一，已經積極在整個SiC供應鏈全部環節投入大量的資源，包括基板襯底到最終產品的封裝相關的技術，積極應對這一趨勢。尤其安森美在收購SiC生產商GT Advanced Technologies(“GTAT”)后，更進一步增強其在SiC領域的獨特優勢，以滿足市場不斷增長的SiC需求。

當前已有新能源汽車企業或投資、或與半導體公司成立合資公司，共同開發或定制車規級第三代半導體功率器件，甚至自建產線。這樣一方面可以綁定產能避免缺貨，另一方面協同研發定制器件能更有效針對終端進行優化。您如何看這類模式的前景？

這個是目前市場的趨勢之一，其實還有一種趨勢是和IDM廠家談保供(LTSA)。相對而言保供協議更容易實施。

從全球來看，2005年以來已經有很多國家和地區相繼公告并推動禁售燃油車的政策和時間節點，大部分發達國家預計在2030年前后實現燃油車禁售。您認為這樣的時間節點對車用第三代半導體器件廠商來說意味著什么？

無論是第三代半導體或者硅基器件廠商，這都意味著一個巨大的市場前景。區別在于第三代半導體的市場份額大小，要想獲得更多的市場份額，那么就要在襯底和器件方面同時發力，提高性能的同時降低成本。