SiC不愁出海口 航太需求先补上

碳化矽需求依旧有撑。李建梁摄

Tesla日前宣布下时代电动车碳化矽（SiC）芯片用量将大砍75%，一时之间，第三代半导体成为关注焦点，尤其是针对已经投入大量资源、资金的厂商该何去何从，及整体SiC产业市况更是睁大眼睛。

根据Yole Developpement报告，全球SiC元件成长迅速，2027年的市场规模甚至上看63亿美元，其中最大拉力不外乎是在汽车、工业、能源等各大领域的应用。

尤其Tesla自2020年起发布多款变压器采用SiC芯片的电动车款，更是引领其他业者效仿。以全球最大的电动车市场国内为例，上汽、广汽都积极布局SiC产业链；比亚迪、现代汽车（Hyundai Motor）也纷纷启动芯片自研计划。

但是在车厂积极采用SiC功率元件的同时，成本的拉扯一直是市场关注焦点，相关供应链业者也无不希望进一步降低成本。

供应链业者表示，对第三类半导体未来需求还是颇有信心，因为需求还是在，需求持续爆发成长就仍可期待，甚至要涨个好几倍应该都不是问题。

台厂就已经有不少人愿意跳进去，这当然是好事，台厂不论在Wafer或是封装封面实力都有目共睹，但长晶却是一大考验。SiC长晶生产制造过程需要维持在高温、低压、长时间稳定的状况下，所处环境可以用黑盒子形容，品质与成果通常要等到最后才会揭晓。

台湾的半导体制造成本占有一定优势，但话说回来，第三类半导体发展的最大敌人就是「时间」，没有个5年、8年的投资，恐怕很难获得回报。虽然Tesla宣布将降低SiC的使用量，业者提醒，航太需求将是下一个需求爆发点。

以材料来说，飞机为了降低重量，以提升效能与降低油耗，各大飞机制造厂商都积极引进轻量化、高强度的材料，而碳纤维复合材料虽然因为在强度方面是钢铁的5~10倍、重量却仅有10~20%等特性，自1970年代以来成为宠儿。

但喷射引擎的核心动辄高达摄氏1,600~1,800度，而碳纤维材料仅能承受1,300度，因此需要融合镍合金使用，与此相较，SiC纤维材料耐热度可达1,800~2,000度显然就占有明显优势。

举例来说，GE便将SiC纤维材料用在与法国Safran合作的喷射引擎Leap上，空中巴士（AirBus）的A320neo、波音（Boeing）的737Max皆有采用SiC纤维材料。

半导体制造厂商Microchip也在日前宣布，推出混合动力驱动模块，全新的电源元件产品采用SiC MOSFET或IGBT进行定制化，以利在电动飞机电源方案的尺寸与重量方面更加精简。

NASA也在近期宣告第一架实验性全电动飞机X-57 Maxwell，历经多年开发终于迎来起飞时刻。据了解，该款飞机的机翼前缘装备了2颗60kW巡航马达和12颗10.5kW电动高升力马达。

其中，巡航马达控制器负责将存储在锂离子电池中的能量转换出来驱动螺旋桨，因此控制器方面采用SiC晶体管，以达到在起飞与巡航期间能提供98%转化效率。

最后，第三类半导体方面需要投入的时间颇长，在生产制造过程中也有不确定性，台湾业者发展能量可期，大集团若是愿意投资时间、资金，获得一定程度回报将是预期之中的事情。

电动车虽然强撑了过去一段时间的SiC材料、芯片等相关需求，但随着全球净零的趋势依旧、飞行载具降低碳排的需求增高，SiC在航太的需求可望成为下一个热点。

责任编辑：朱原弘