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来源:宽禁带半导体技术创新联盟发布时间:2023-01-298210浏览
询问 AI导 读
本期我们邀请到华润微。一起来聊聊华润微2022的碳化硅“故事”，以及公司对2023年的规划与准备。
Q：今年新能源汽车已经超过了600万辆，碳化硅车型也在不断增加，是否可以预测下未来3年的碳化硅车型渗透率?市场空间有多大？
A：我记得2022年11月份有看到一个电车销售数据分析，统计2022年1－9月，全球新能源汽车累计销量超过681万辆，而搭载SiC MOSFET电驱的车型仅特斯拉Model Y、Model 3、比亚迪汉EV、起亚EV6、现代Ioniq5以及蔚来ET7六款车的销量就超过了111万台，约占总销量16.3%，再加上其他SiC车型，在纯电车型中的渗透率应该已超过20%。
目前新能源汽车量产的大部分还是采用的400V电气架构，800V电气架构由于能够实现更高效的充电，目前各家车企都已经陆续推出了自己的800V车型，随着800V架构技术的逐步成熟，将对400V架构形成替代。在800V架构下，功率器件的耐压基本都要超过1200V，这对于硅基器件是个挑战，目前碳化硅器件是800V架构的首选；同时在400V架构的车型上，碳化硅器件较硅基器件也能提升电能转换效率、减少设备重量，增加续航里程，也有很多厂家在应用碳化硅器件。
所以预计未来三年碳化硅车型的渗透率会保持快速增长，我认为到2025年应该能达到40%以上的渗透率。
Q：公司今年碳化硅产品推出情况，客户订单情况如何？
A：今年公司第二代碳化硅二极管650V/1200V全系列实现量产，在光伏、储能、充电桩、工业电源等领域多家客户大批量出货，其中不乏各行业的头部厂商；
碳化硅MOS方面，公司自2021年底碳化硅MOS发布以来，在2022年陆续推出了650V/1200V/1700V三个电压平台超过10个规格的SiC MOS产品，并拓展了TO247-4、TO263-7等具有更低寄生干扰的封装外形，以满足更大功率的应用需求。碳化硅模块产品也在陆续推出中。
目前，公司的碳化硅MOS在新能源汽车OBC、光伏储能、工业电源等领域通过了多家客户的测试认证，取得大量订单。碳化硅产品销售额相比2021年实现数倍增长，自有的6寸碳化硅晶圆产线正在快速上量。
Q：碳化硅市场发展迅速，华润微作为国产功率器件龙头，您认为当前碳化硅发展抢占了硅基的市场吗？华润微如何做两种产品的差异化市场定位？
A：目前碳化硅产品的主要还是在新能源汽车、充电桩、光伏储能逆变这种KW级以上的应用领域，随着“双碳”的持续推进，这些市场近两年实现了爆发式的增长，不管是对于硅基产品还是碳化硅产品，都是增量的市场。在这些领域里，碳化硅产品较硅基产品可以节约更多的能源消耗、缩小产品体积和重量，以达到整体效率提升或者成本下降，碳化硅产品的优势明显，所以越来越多的厂家会选用碳化硅方案；而在传统的消费市场和效率要求不是很极限的工业市场，成本还是主要的考量因素，碳化硅应用对整机综合效率和成本优化的空间有限，所以基于成本和设计难度考虑，还是会选用硅基产品。
所以整体而言，碳化硅对目前传统领域市场影响较小，但在新能源汽车、充电桩、光伏储能逆变等超大功率应用领域较硅基产品有竞争优势，是功率器件产品的未来，这也是我们现在大力推动碳化硅产品研发和市场化的出发点。
Q：目前汽车碳化硅仍处于缺芯的状态，公司在碳化硅产能扩产方面如何计划？
A：公司从2016年就已经启动了对第三代半导体产品技术的探索和研发，期间在硅基6寸晶圆线的厂房内单独建设了一条6英寸碳化硅晶圆试验线，实现产能12000片/年。依托6寸产线，公司已形成了规模化的SiC晶圆生产平台，掌握了关键工艺技术。
随着碳化硅MOS产品量产和需求的快速增长，公司也提前启动了产线扩产计划，通过现有的6寸硅基设备调配以及补充采购部分高温高能工艺的设备，可以实现产能的快速扩充，预计在2023年，产能将扩充到数万片/年的6寸晶圆。
当然这个产能还是远不能满足碳化硅产品的快速增长，同时随着对工艺制造能力和成本等各方面要求的提升，8寸SIC衬底已经趋于成熟和商业化，8寸SIC晶圆产线投资成为近期热点。
Q：新能源汽车高压800V平台推进，SiCMosfet是主力需求，公司进展如何？
A：保时捷Taycan是业内最先量产800V高电压平台的汽车，国内车企大部分是从2022年开始发布800V车型。在新能源汽车领域，公司借助华润集团背景以及自身研发与制造能力优势，与国内多家龙头车企建立了战略合作关系。我司1200V 15-80mΩ SiC MOS作为代表的产品已经在多家新能源汽车头部客户通过测试认证，开始批量供货，预计在2023年将迎来快速增长。
Q：您认为国产碳化硅在哪些方面需要尽快实现提升以获得追赶海外龙头的机会？
A：目前国产碳化硅产业链整体较海外龙头起步晚，分别从衬底外延、器件设计和晶圆制造来说。
衬底技术的强弱直接反映在单晶长度和良率上，国外主流厂家单晶长度可以到50mm以上，良率在60%以上，国内厂家仍有较大差距，这也是国内衬底成本下不来的主要原因。从器件工艺发展和性价比考量，8寸片预计是后续SIC MOS的主流，国外衬底厂家已接近量产，国内有衬底厂家虽然宣称已有样品，但还有很多工艺难关需要攻克。SIC外延和SI外延一样采用的是CVD方式，外延的工艺能力主要由外延设备决定，而现在碳化硅外延材料的主流设备还是以国外品牌为主。
在器件设计方面，目前国内厂商的SiC MOS仍以平面结构为主，而Trench结构国内厂家现在主要问题是如何规避国际厂家的专利壁垒，研发出自有专利的Trench结构。
同时，碳化硅功率器件在晶圆制造方面天然存在较高的技术壁垒，需要器件设计和工艺能力的深度匹配。以上对于拥有晶圆制造能力的IDM企业而言，更容易获取竞争优势，因此我们也看到国际大厂基本也都是IDM模式的企业。
目前国内的SiC厂商主要还是以Fabless模式的设计公司为主，在海外进行晶圆代工。所以以华润微为代表的碳化硅IDM企业就显得尤为珍贵。
Q：碳化硅的成本是下游应用市场最为关心的问题，华润微认为碳化硅下一步的降本空间体现在什么地方？
A：目前业内主要是从3个维度来进行降本，第一是降低衬底缺陷率，从而减少衬底外延材料成本；第二是提高晶圆制造工艺能力，从而提升晶圆良率；第三是优化器件设计，进一步降低产品的Rsp，缩小芯片面积。
Q：2023年公司在产品、技术、市场开拓方面有哪些新的规划可以分享吗？
A：2023年我们将继续推进新能源汽车、光伏逆变、储能、工业电源等领域的重点客户需求作产品开发和推广，持续扩大份额；同时也会利用公司硅基产品庞大的客户资源，加大碳化硅产品的推广力度。在产品技术方面，2023年将重点围绕车规级产品以及碳化硅模块产品的开发，以全面匹配新能源汽车客户的产品需求。22年底，公司已发布多款车规级功率器件产品。
Q：2023年您认为碳化硅行业依然存在什么样的风险与挑战？
A：2023年碳化硅行业整体仍将处于火爆的状态，在快速上量的过程中，从终端客户的角度来说，需要特别关注供应链安全以及应用可靠性。目前碳化硅衬底外延片的供应，以及晶圆产能持续紧张，有资源的企业才有更多的保障能力；另外客户需要特别关注产品的参数特性以及可靠性，规避在应用过程中的一些潜在风险。
由于市场火爆，目前市面上碳化硅品牌众多，参差不齐，随着多家功率器件行业龙头IDM公司加大在SiC方面的投入，预计将会有大量没有差异化优势的碳化硅Fabless公司面临较大压力，甚至淘汰。
Q：新年寄语？
A：首先祝广大读者、上下游的合作伙伴以及同行们新春快乐！
碳化硅的赛道是半导体领域中，国产厂商距离国际领先水平较为接近的赛道之一，希望经过国产产业链上下游的通力合作，踔厉奋发，笃行不怠，让中国的碳化硅产业屹立于世界之林。华润微电子也将履行使命，为新能源汽车产业的蓬勃发展，为碳达锋碳中和贡献自己的力量！
来源：碳化硅芯观察
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