汽车缺“芯”，这是碳化硅功率半导体“上车”的关键

近日，中国汽车芯片产业创新战略联盟功率半导体分会在长沙成立，将加快汽车功率芯片的国产化。在成立大会暨汽车功率芯片发展研讨会期间，获悉，汽车结构性缺芯给***带来机会，降本提质是国产功率芯片尤其是碳化硅功率半导体“上车”的关键。

» 汽车结构性缺芯给***带来机会 «

在会上行业专家表示，一辆电动车如果前驱与后驱都用功率半导体，功率半导体约占电机控制器的成本50%。

业内人士表示，功率半导体，包括IGBT、碳化硅(SiC)功率半导体；业内共识是，20万元以内的电动车用IGBT，20万元以上的电动车用碳化硅功率半导体；碳化硅功率半导体损耗小、耐高压、耐高温，是功率半导体的未来发展方向之一。

目前汽车业仍结构性缺芯，比如，电源类、控制类、通信类、计算类、功率类的芯片均紧缺。像碳化硅芯片项目投资建设期需18-24个月，去年有许多碳化硅项目的投资，要2025年才会释放产能，预计2025年碳化硅功率半导体的紧缺状况才会得到缓解。

国产化是解决缺芯风险的办法之一。目前，国内的碳化硅供应商，还没有大规模供应车规产品。加工硅要1500°C，加工碳化硅要2500°C；硅基衬底制作时间是两三天，碳化硅衬底制作时间是两三周。碳化硅器件的工艺要求高，所以成本约是硅基器件的数倍。现在，碳化硅功率半导体的生产工艺还不够成熟，良率不是很高，成本较高，未来成本一定要降下来。

» 降低成本是国产碳化硅器件上车关键 «

传统汽车时代，新车开发要45个月；数字化时代，新车开发要18-24个月，因此芯片、模块、电驱、整车开发需要同步进行，需要整车厂与半导体厂深度协同。“SiC处于汽车应用的起步阶段，需不断提升SiC功率器件的生产制造良品率，满足车规级量产质量要求；SiC应用于车辆属于系统工程，需要整车、零部件、原材料生产企业的全产业链共同合作。”中国整车同行应该多给国产半导体试错中改进的机会。

据行业跟踪数据，国外半导体企业在碳化硅芯片方面占据优势，国产SiC芯片在整车上应用的规模较小且产业链仍不成熟；国内半导体企业，在SiC模块封装方面开始形成规模，量产推广速度加快。SiC模块的成本有望在2025年降到同规格IGBT的1.5~2倍，采用SiC技术的汽车电机控制器的占比将逐步增加。

如何降低成本、稳定质量，是国产碳化硅功率半导体在车上大规模应用的关键。

碳化硅衬底目前占碳化硅芯片成本的约60%，因此降低衬底成本是重点。而现在碳化硅衬底的生产工艺还有三个瓶颈：一是晶体质量，二是长晶效率，三是切磨抛的损耗，这是行业内各家企业都在努力攻克的难关。随着产业化推进和产学研合作，未来有很大降本空间。

主要方法：

一是通过技术创新，提高效率和良率；

二是规模化生产；

三是设备、材料国产化。如，碳化硅晶锭在长晶炉里15-20天长3.5厘米，如果长5厘米，效率将更高。

目前，长晶炉等设备已实现国产化。“未来三到五年窗口期，会给国内装备提供平等机会。”

» 行业呼唤标准完善以及避免盲目投资 «

现在问题是未来两三年产能严重不足，国际大芯片企业都在投资，更多投资在国外。中国是全球最大的新能源汽车市场，博世也在寻找合作伙伴，在中国市场布局，形成一定的战略合作关系。

对于碳化硅的缺口，2025年全世界2000万辆新能源汽车，如果B级以上车型15%-30%使用碳化硅功率半导体，那么碳化硅的缺口预计将达到150万-300万片6英寸晶圆。大家冲着这个缺口，拼命扩产。

但是，国产碳化硅功率半导体真正有效产出、达到车规级质量标准的不多，中低端的碳化硅功率半导体存在产能过剩的风险。

在避免盲目扩张的呼声之外，尽快完善汽车功率半导体的标准，也是业界热切期盼的。现在每家车厂需要的功率器件“百花齐放”，让供应商的研发力量不能集中，能否让汽车功率芯片、封装的标准趋同，有利于集中精力办大事。

国汽车芯片产业创新战略联盟功率半导体分会的理事长董扬表示，成立功率半导体分会就是为了建立产业生态，打通标准制订、检测认证等各个环节。

相信中国汽车功率半导体行业将会迎来大发展的机会。