行业互联网|第三代半导体SiC功率器件加速新能源汽车产品升级( 二 )
SiC器件的很多性能优于Si产品 ， 然而其成本却比Si产品高 ， 这使得SiC器件目前市场渗透率极低 。 这种看似不太乐观的情况在张玉明看来却是十分正常的 。 他认为 ， SiC功率器件的规模化应用可以降低其成本 ， 但现阶段该功率器件作为一种新兴产品 ， 其规模化的发展仍需时间 。 “目前SiC器件成本较高 ， 这是一个非常正常的事情 ， 就如同Si器件早期发展时的情况一样 。 我认为应用端要加大采用SiC功率器件的力度 ， 规模效应是降低成本的一个很关键的因素 。 大家要给SiC功率器件更多的机会 。 ”他说 。
除规模效应外 ， 如何从技术的角度降低SiC功率器件的成本?英飞凌大中华区汽车电子事业部区域市场经理张昌明指出 ， SiC晶圆生产工艺的改良是降低SiC功率器件成本的根本方法 。 他表示 ， 虽然结合Si的成本优势以及SiC的性能优势来研发混合型功率器件将会扩展SiC功率器件的应用范围 ， 扩大其使用规模 ， 从而降低其成本 ， 但要想从根本上降低该功率器件的成本 ， 就要加大对SiC晶圆技术的研究投入 ， 比如使SiC晶圆向8英寸方向发展 ， 或让SiC晶圆的生长更稳定 。 但这并不是一件容易的事 。 “SiC晶圆的生长周期长 ， 是Si晶圆的3～5倍 。 SiC晶圆的硬度较高 ， 因此加工难度比Si晶圆大 。 ”张昌明说 。
张玉明还告诉采访人员 ， 现阶段除了SiC晶圆的尺寸和质量的提升 ， 制造工艺栅界面调控技术和成品率也需要进一步提升 。
新基建加速SiC功率器件规模化应用
SiC功率器件在新能源汽车的应用尚处于早期阶段 ， 因此其市场规模的扩大还有较大空间 。 张昌明告诉采访人员 ， 截至2025年 ， SiC功率器件在新能源车上的应用将占到约20%的市场份额 。 “新能源汽车为了获得更长的行驶里程 ， 其电池容量会越来越大 ， 因此需要更大功率的OBC(三相大功率OBC)来加快充电速度 ， 缩短充电时间 。 三相大功率OBC需要可以支持更快速开关的功率器件 ， 而SiC MOSFET是可以满足此需求的首选器件 。 随着SiC器件的大规模应用 ， 其成本将会下降 ， 因此其在电机驱动器市场所占的份额也将进一步扩大 。 ”他说 。
作为新基建的重要内容之一 ， 我国新能源汽车行业的发展也能够给功率半导体器件带来新的发展机遇 。 杨钦耀表示 ， 功率半导体器件被广泛应用于新基建各个领域 ， 尤其是在特高压、新能源汽车充电桩、轨道交通及工业互联网方面更是起到了核心支撑作用 。
作为新型功率半导体器件的代表之一 ， 在新基建的助推下 ， SiC功率器件或可被大规模推广 ， 其市场前景广阔 ， 未来可期 。 除了新基建的助推作用 ， 国外新能源汽车企业对SiC功率器件的率先使用也可为我国该产业的发展提供“借鉴之路” 。
特斯拉的Model3是第一家采用SiC MOSFET来做逆变器的车厂 。 在使用SiC功率器件后 ， 其续航能力显著提升 ， 是宽禁带半导体应用于汽车的又一新的里程碑 。
张玉明分析了特斯拉对SiC功率器件的率先使用能够为国内企业带来的影响 。 张玉明认为 ， 特斯拉在中国生产会加剧我国新能源车市场中的竞争 ， 但这不一定是件坏事 。 “特斯拉的推出会对国产新能源汽车产生冲击 ， 因此市场竞争会加剧 ， 会产生竞争效应 。 但是换一个角度看 ， 这是好事情 ， 它能加速我国相关产业的追赶和投入 ， 使我们加快技术的投入和市场的拓展 。 ”他说 。
张玉明还表示 ， 特斯拉在SiC器件的应用方面会对我国自主新能源汽车企业引发极大的示范效应 ， 将因此推动自主新能源车企进一步加快SiC功率器件的应用 。
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