第三代半导体功率器件在汽车上的应用

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来源：安森美

目前碳化硅(SiC)在车载充电器(OBC)已经得到了普及应用，在电驱的话已经开始逐步有企业开始大规模应用，当然SiC和Si的功率器件在成本上还有一定的差距，主要是因为SiC的衬底良率还有长晶的速度很慢导致成本偏高。随着工艺的改进，这些都会得到解决。

同时SiC由于开关速度比较快，衍生出来的问题在应用里还没有完全的暴露出来，随着SiC的终端客户在这方面的应用经验越来越丰富，SiC的使用也会趋于成熟。

接下来，安森美(onsemi)汽车主驱功率模块产品线经理陆涛将和您聊聊关于未来SiC在新能源汽车上的普及及应用。

▲安森美汽车主驱功率模块产品线经理 陆涛

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要降低第三代半导体功率器件在新能源汽车上的使用门槛，您认为供应链上的各个环节需要怎么做？垂直整合(IDM)模式和Fabless + Foundry模式那个更适合？请简述理由

IDM和Fabless都有机会，IDM由于整个供应链是完美整合的，所以它有天然的优势去解决上面的问题。Fabless需要和Foundry深入配合才有可能解决这些问题。相对而言在SiC领域IDM会比Fabless发展快一些。

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能否点评一下目前几种主流的电动汽车功率器件的优劣势，硅基MOSFET、SJ-MOSFET、硅基SiC、硅基GaN等？

电动汽车功率器件目前主要是硅基IGBT、MOSFET、GaN以及SiC MOSFET。硅基的IGBT优点是工艺成熟，高压大电流工况下性能优异。但是开关速度不快，小电流损耗偏大。而硅基MOSFET优点是工艺成熟，低压小电流条件下导通电阻比较低，同时速度也比较快但是高压器件的导通电阻偏大。

SiC的MOSFET优点是高压器件的导通电阻相对而言比较低，开关速度比较快。高压小电流的情况下，导通电阻比较低特别适用于新能源汽车的逆变器应用里。但是它的成本偏高，同时高压大电流的时候导通电阻比较高相对IGBT而言在这个时候损耗会偏高。

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作为当前的电动汽车普及第一大国，中国提出了“双碳”目标，汽车大厂比亚迪也率先宣布停售燃油车，这一系列的举动是否会对国内的第三代半导体起到助推作用？贵司会如何开发和利用好这一市场？

第三代半导体对于电动车是非常关键的一个器件，未来会得到大规模的普及应用。安森美是少数具备SiC垂直供应链的供应商之一，已经积极在整个SiC供应链全部环节投入大量的资源，包括基板衬底到最终产品的封装相关的技术，积极应对这一趋势。尤其安森美在收购SiC生产商GT Advanced Technologies(“GTAT”)后，更进一步增强其在SiC领域的独特优势，以满足市场不断增长的SiC需求。

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当前已有新能源汽车企业或投资、或与半导体公司成立合资公司，共同开发或定制车规级第三代半导体功率器件，甚至自建产线。这样一方面可以绑定产能避免缺货，另一方面协同研发定制器件能更有效针对终端进行优化。您如何看这类模式的前景？

这个是目前市场的趋势之一，其实还有一种趋势是和IDM厂家谈保供(LTSA)。相对而言保供协议更容易实施。

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从全球来看，2005年以来已经有很多国家和地区相继公告并推动禁售燃油车的政策和时间节点，大部分发达国家预计在2030年前后实现燃油车禁售。您认为这样的时间节点对车用第三代半导体器件厂商来说意味着什么？

无论是第三代半导体或者硅基器件厂商，这都意味着一个巨大的市场前景。区别在于第三代半导体的市场份额大小，要想获得更多的市场份额，那么就要在衬底和器件方面同时发力，提高性能的同时降低成本。

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