特斯拉要减少75%的SiC使用量，会导致行业产能过剩吗？

来源:电子发烧友网发布时间:2023-03-061251浏览

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）上周特斯拉的2023投资日虽然没有得到投资者的认可（当天股价最高下跌8%），不过在汽车部分，特斯拉还是带来了一些稍微“震惊业界”的消息。其中除了期望从整车量产规模化、动力总成和生产制造三个方面来降低50%的成本之外，另一个对行业影响较大的举措是，特斯拉在下一代平台中将减少动力总成部分75%的碳化硅“使用量”，且不影响能效。作为最早在电动汽车上大规模应用碳化硅的车企，如今竟然说要减少碳化硅用量，这给整个SiC行业都可能会造成一定冲击。不过目前还存在一些疑问：特斯拉是如何做到的？其他厂商会跟进吗？过去几年SiC行业扩产的产能何去何从？这篇文章将会简单探讨一下或是推测这些问题的答案。

特斯拉如何降低75% SiC用量？

在2023投资日上，特斯拉并没有详细说明他们是如何做到降低75% SiC用量的，给出降低“用量”的说法其实也比较含糊不清。原因方面，最显著的是成本问题，由于当前整个SiC市场仍然是处于供不应求的状态，所以如果降低SiC器件的用量，可以大幅降低成本；另一方面是，此前有消息称在过往的几年间，特斯拉采用SiC的主逆变器失效率要明显比IGBT高；除此之外，特斯拉去年向安森美新增了IGBT的订单，其中有对SiC供应不足和失效率高的担忧。从特斯拉的说法中，可以明确的是未来特斯拉车型中仍会使用SiC器件，但降低“用量”方面，目前业界主流的猜测有两个方向：一是采用SiC、Si混合功率模块；二是通过器件工艺的提升，来降低器件成本、SiC器件数量等。

图源：SiC、Si、混合功率模块封装对比评估与失效分析－《中国电机工程学报》第一种近期在业界的讨论较多，即大概使用2颗配套6颗IGBT封装混合模块，这种模式符合“降低75%用量”的说法，同时还可以灵活调配。这种方式可以利用SiC和IGBT的优势，通过系统控制，令SiC运行在开关模式中，IGBT运行在导通模式。SiC器件在开关模式中损耗低，而IGBT在导通模式中损耗较低，所以这种模式有可能实现在效率不变的情况下，降低SiC MOSFET的使用量。其实去年供应链也曾传出特斯拉将导入SiC和IGBT混合功率模块的消息，结合目前降低SiC使用量的说法，让混合模块的路线可信度更高。不过也有业内人士表示，SiC MOSFET和IGBT混合模块也存在一些应用上的挑战，包括用于汽车的封装工艺稳定性、IGBT和SiC MOSFET并联电路设计、驱动控制等问题。而第二种是器件的工艺升级。有业内人士分析，目前最新的沟槽SiC MOSFET在同功率下所需的芯片颗数比目前特斯拉所使用的方案要少很多，算上芯片面积大概是降低了75%以上的SiC晶圆面积使用。所以从某种程度上说，受益于SiC成本的降低以及器件工艺的提升，实现SiC用量降低75%也存在很大可能性。

SiC行业影响几何

过去几年，SiC整个行业的扩产规模都相当大，从上游的衬底材料、外延产线，到SiC晶圆厂、功率模块封装产线等，都为未来几年带来了较大的产能预期。因此难免会有人想到，如果特斯拉开始减少SiC的用量，那未来这些SiC产能是否会迅速过剩？

这个问题是多方面的，由于目前未知特斯拉的具体策略，比如是在目前的所有产品线上都减少SiC用量，还是在未来的低价车型中实行，这都是未知数。但无论如何，编者都认为这对于当前大规模扩产中的SiC行业不会造成太大影响。当前整体市场供应缺口较大，很多车企对于采用SiC的最大顾虑是产能，因为担心供应问题而未有大规模推广SiC的汽车应用。毕竟作为第三代半导体，SiC相比IGBT的优势依然是实打实存在的，特别在未来有可能逐步普及的800V高压平台中，SiC相比IGBT的优势会更加突出。未来如果特斯拉真的在旗下车型上都推行降低SiC使用量的方案，短期内特斯拉的车型成本快速下降，对其他车企的中低端产品可能造成一定冲击，对于高端定位的车型来说影响不会很大。但长期来看，随着产能的进一步提升，SiC成本将持续降低，特斯拉方案的成本优势也将会进一步被抹平。正如特斯拉在HW4.0平台上重新应用毫米波雷达一样，当SiC成本、失效率等降至一定水平后，或许又会再次拥抱SiC。再退一步说，即使汽车端的需求增长不及预期，但在新能源汽车之外，光伏、储能等工业应用依然对SiC处于刚需状态。如果由于特斯拉的需求降低导致SiC产能过剩，那么在光伏储能等市场的需求能够快速补充，激活目前受供应所限的需求市场。当然，前提是产能扩充进度在预期之中，以目前的进度来看，业界普遍认为2025年左右才会真正解决当前SiC产能不足的问题。如实际产能扩充进展不及预期，那么即使特斯拉完全弃用SiC，产能过剩的问题近几年内都难以出现。