揭秘安森美在SiC市场的未来布局

目前，SiC功率器件产品迎来了全面爆发，众多厂商宣布入局或是推出车规级SiC MOSFET产品，寻求打进汽车供应链。2024年新能源汽车的竞争进入白热化阶段，国产SiC器件的入局，可能会令SiC更快地普及到更多的电动汽车上。SiC市场面临哪些机遇?安森美(onsemi)在SiC市场的未来布局如何？一起来看下。  

新能源汽车“卷”起“含SiC量”

在新能源汽车市场快速发展的当下，"含SiC量"成为衡量车辆性能和效率的一个重要指标，这反映了行业对于更高能效、更长续航以及更快充电速度的追求。

安森美深刻认识到这一趋势，并积极投身于推动这一变革之中。我们视新能源汽车市场为一个充满活力且极具潜力的领域，其中SiC技术正发挥着至关重要的作用。安森美的智能电源解决方案，特别是在SiC领域的产品，比如EliteSiCMOSFET和模块，正助力汽车制造商实现性能上的快速提升。这些SiC解决方案能够显著降低电力转换过程中的能量损耗，从而增加电动车的行驶里程，同时支持更快速的充电技术，解决消费者对于续航里程和充电便利性的顾虑。

安森美不仅在SiC技术上拥有深厚的积累，还致力于提供从衬底到模块的端到端解决方案，以满足不同应用场景的需求。我们与全球包括大众汽车集团在内的多家知名汽车制造商建立了紧密的战略合作关系，共同推动下一代电动汽车技术的发展。

安森美将通过以下方式积极响应全球新能源汽车市场需求快速增长：

产能扩张与技术迭代：安森美正在加速SiC的扩产计划，包括从6英寸晶圆向8英寸晶圆的转型，以显著提升晶圆产量。

垂直整合的供应链：作为少数几家拥有从衬底到封装完整SiC产业链的供应商之一，安森美能够更好地控制产品质量、成本和供应，确保从晶锭生长到成品封装的每一步都紧密相连，提高了供应链的稳定性和响应速度。

优化产品与解决方案：通过不断的技术创新，安森美优化了SiC器件的结构，如从M1到M3S的迭代，大幅降低了器件的导通电阻，提高了能效和功率密度。同时，针对电动汽车主驱逆变器等应用，推出了VETrac系列碳化硅MOSFET和模块，凭借其低导通电阻与开关损耗，提升了系统能效，适应了高电压和高温环境下的高效运行。

深化客户合作与战略协议：与多家全球知名汽车制造商如大众、现代、奔驰、宝马、蔚来、极氪等建立了长期战略合作关系，并签订了长期供货协议（LTSA），确保了SiC器件的稳定供应。同时，与本土Tier1供应商的合作也进一步强化了其市场布局。

持续研发投入与技术领先：安森美持续投资于SiC技术的研发，确保技术路线图与市场需求同步，并与客户合作推动技术创新。

EV市场竞争白热化，安森美这样构建技术护城河

针对EV市场，安森美推出了一系列SiC产品和技术用于电动汽车的主驱逆变器、车载充电器（OBC）、DC/DC转换器，包括：

VE Trac系列功率模块和分立器件：用于电动汽车的主驱逆变器。

高耐压SiCMOSFET和二极管：安森美提供超过120款SiC二极管和上百款SiCMOSFET，工作电压覆盖650至1700V，适用于高压系统，如800V电动汽车架构，能够提高充电速度和系统能效。

1200V M3S器件系列：这一系列的EliteSiCMOSFET和模块专为高速开关应用设计，适用于800V电动汽车的车载充电器、直流快充，具有超低的导通电阻和开关损耗品质因数。

封装和散热技术：提供直接散热技术和创新封装，如塑封压铸模封装（TMP），以提高可靠性，减少杂散电感，并支持双面散热，适用于需要高效散热的应用。此外，还提供半桥功率集成模块，支持更高的电流共享和热分布。

栅极驱动器解决方案：为SiCMOSFET提供专用栅极驱动器，如NCP51705，具备高设计灵活性和集成度，支持快速开关应用，具有热关断保护、欠压保护等高级功能。

针对车规级SiC器件，安森美在技术方面持续优化器件结构，包括平面结构SiCMOSFET的迭代，从M1的SquareCell结构发展到M3的strip-cell结构，旨在提升性能和降低成本。公司推出的ElitePowerSimulator在线仿真工具和PLECS模型自助生成工具，帮助客户在设计初期进行系统级仿真，快速选择合适的SiC产品，节省时间和成本。

针对车规级SiC器件，安森美始终追求零偏移、零缺陷的产品质量目标，除了在芯片设计环节秉持质量驱动的理念之外，在生产制造的环节中构建了完整的、丰富的持续性监控，反馈和提升体系。

安森美同时参与了许多车规级碳化硅功率器件/模块的认证标准研究工作，另外，特别应对碳化硅功率器件在汽车应用环境中的复杂工况和应力，安森美也与国内外车企展开了深入的合作和技术讨论，共同加速推动碳化硅大规模上车的市场趋势。

SiC上车提速

SiC尤其是SiCMOSFET比业内此前的预期更快实现大量装车，安森美认为，SiCMOSFET比预期更快实现大量装车的原因主要包括以下几个方面：

能效提升：相较于传统的硅基器件，SiCMOSFET能够显著降低开关损耗和导通电阻，从而提升电力转换效率。这对于电动汽车而言，意味着更长的续航里程和更快的充电速度，这是其快速普及的主要推手。

政策驱动：全球多国政府对减少碳排放和推广新能源汽车的政策支持，包括补贴、税收优惠和严格的排放法规，加速了电动汽车市场的增长，也间接推动了对高效率SiC技术的需求。

技术成熟与成本下降：随着制造工艺的进步和生产规模的扩大，SiC材料的成本有所下降，使得SiC器件在经济上更加可行。同时，安森美等企业在SiC技术上的研发投入，提高了器件的可靠性和性能，加速了市场接纳度。

行业巨头引领：宝马、理想、蔚来和极氪汽车等国内外电动汽车领导者的率先采用，展示了SiC技术在提升车辆性能方面的潜力，为行业树立了标杆，鼓励更多汽车制造商跟进。

供应链整合：像安森美这样的企业，通过构建从材料到模块的端到端供应链，确保了高质量SiC器件的稳定供应，增强了行业信心。

同时，我们也需要清醒看到SiC大规模上车还面临多方面的挑战：

成本问题：尽管成本有所下降，但与硅基器件相比，SiC器件的初始投入仍然较高，这在一定程度上限制了其在中低端车型中的广泛应用。

产能扩张：随着需求的快速增长，如何快速扩大产能，满足市场需求，同时保持产品质量和一致性，是一大挑战。

系统设计与集成：SiC器件的高效利用需要相应的系统设计优化，包括栅极驱动、热管理和电路保护等方面，对工程师的专业技能提出了更高要求。此外，应用碳化硅材料的终端产品在长期可靠性方面的评估和认证仍然具有相当的技术难点。

供应链稳定性：全球供应链的波动，如原材料供应、物流中断等，可能影响SiC器件的稳定供应，需要企业具备强大的供应链风险管理能力。

安森美正积极应对这些挑战，通过技术创新、产能扩张和供应链优化，推动SiC技术在电动汽车行业的更广泛应用，支持汽车产业的绿色转型。

安森美的SiC产品和技术具有四大“杀手锏”

首先，公司拥有垂直整合的SiC供应链，这有助于控制产品质量、生产周期和供应链，确保从晶锭到最终产品的全过程可控；

其次，安森美在SiC领域拥有近20年的经验，能够提供优化的解决方案、先进的封装材料和世界一流的热性能；

第三，公司整合了完整的SiC产业链，包括衬底到晶圆制造，封装以及测试，产品经过充分迭代发展，在性能、封装性能和供应能力方面领先；

最后，安森美拥有一支庞大的SiC技术开发团队，涵盖材料、器件、工艺、封装和仿真，通过与客户的紧密联系，确保技术路线图与市场需求保持一致。

安森美一直在进行SiC技术的升级。在技术迭代方面，安森美的SiC工艺平台从M1的SquareCell结构进化到M2的Hex-cell，再到M3的strip-cell。

产品创新层面，安森美推出了全新的1200VEliteSiCM3S功率模块和分立器件，在导通电阻、开关损耗以及高温工作性能上具有显著优势，能够支持电动汽车实现更高的能效和更长的续航里程。同时，在封装技术上也不断创新，如VE-TracDirect SiC模块，采用直接水冷技术和模块化设计，提高了能效、功率密度和可靠性。

多项举措，保障产能供应

面对逐渐爆发的SiC市场需求，安森美采取了一系列举措来确保稳定的产品供应，主要包括：

产能扩张与技术升级：安森美正在加速其SiC产能的扩增，包括将部分6英寸生产线转向8英寸，以提高晶圆产出量。

供应链垂直整合：作为全球少数几个能提供从衬底到模块端到端SiC解决方案的供应商之一，安森美拥有完整的SiC产业链，覆盖晶锭生长、衬底、外延、器件制造、封装和测试，确保了供应链的稳定性和产品的高质量。

战略合作与长期供应协议：与客户建立长期战略合作关系，锁定现有及未来产能，通过紧密沟通及时响应客户需求，确保按时交付SiC产品。

技术迭代与产品优化：不断优化SiC器件结构，如从平面结构转向更高效的沟槽结构，同时提升器件性能和封装技术，以降低导通损耗、开关损耗，提高热性能。

产品多样性与定制化服务：提供包括EliteSiC功率模块、分立MOSFET和SBD，以及裸片（baredie）产品，满足不同客户的应用需求，从汽车主驱逆变器到OBC、DC/DC转换器，再到太阳能逆变器和快速充电基础设施等。

产业链上下游合作：安森美加强与供应链各环节企业的合作，共同推动技术标准制定、设备改造升级、原材料供应保障，构建完善的SiC生态系统，确保长期稳定的供应能力。

突破应用边界：EV和可再生能源和数据中心并重

经过多年的发展，SiC技术已经活跃在许多应用场景，除了EV市场，安森美还看好可再生能源技术、储能和数据中心等领域。SiC技术在太阳能发电、风力发电和储能系统中具有重要应用，因为这些领域需要高转换效率和可靠性，特别是在高电压和高功率应用中。随着数据中心为了满足人工智能计算的庞大处理需求而变得越来越耗电，提高能效变得至关重要。SiC技术能在更小的封装尺寸下提供更高的能效和卓越的热性能。

安森美针对光伏逆变器设计提供了多款高性能碳化硅，包括650V和1200V的SiCMOSFET和SiC二极管，混合SiC模块和全SiC模块配合最新的F5BP封装产品,用于300kW+组串式逆变器,215kW 储能PCS，这些产品有助于提高系统功率密度与转换效率；从而降低了整体系统成本，优于其他方案。

储能市场的火爆程度部分来自于锂电池的降价，2024年初储能电芯报价已低至0.4x 元 /Wh，相比于2023 年 1月的底价降幅超 50%以上, 值得关注的是,根据国家能源局数据,截至2023年底，全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达31.39GW，总储能量为66.87GWh，平均储能时长为2.1小时。2023年新增装机规模约为22.60GW，总储能量为48.70GWh，较2022年底增长超过260%。安森美的产品有助于解决效率、可靠性和成本挑战，同时提供削峰填谷等优势，解决电网的负担和用户的电价问题。

安森美拥有全球领先的制造规模以及供应和支持能力，这将帮助公司满足不同市场的需求，并在全球范围内扩大其市场份额。为了满足市场对碳化硅的不断增长的需求，安森美进行了大力的投资和工厂扩建。在2023年9月安森美韩国工厂扩建6吋/8吋SiC先进生产线竣工,全负荷生产时，该晶圆厂每年将能生产超过一百万片8吋SiC晶圆。

此外，安森美将继续推动产品创新，特别是在提高系统功率密度和转换效率方面。例如：新一代M3EliteSiC系列产品主要优化了高温下的性能，保持全温度下稳定的静态、动态特性；最新一代T10PowerTrench系列和EliteSiC650V MOSFET的强大组合为数据中心应用提供了一种完整解决方案，该方案在更小的封装尺寸下提供了无与伦比的能效和卓越的热性能。

硅基IGBT什么时机切换到SiC MOSFET？

从硅基IGBT切换到SiCMOSFET的时间是否会提前？业界一直有这样的疑问。安森美认为目前确定从IGBT完全切换到SiCMOSFET为时尚早。SiC替代IGBT背后的逻辑是系统的性价比。SiC的特点包括速度快、高温特性好、开关损耗低，这些特性使得整体损耗比IGBT要低。

反应到系统上，最直接的结果就是效率提升，带来的经济收益或其他方面的收益超过了SiC替代IGBT带来的成本上升，使得客户愿意使用SiC来替换IGBT。目前SiC在各个领域都有渗透，但主要是高压应用，如新能源汽车、充电桩、开关电源、铁路/高铁拖动系统1.7KV-3.3KV、光伏等领域，部分已经开始替换硅基的MOSFET和IGBT功率器件。SiC在车载大功率电源如OBC（车载充电器）、高压转低压DC/DC、电驱等领域展现出了客观的性能优势。

在不考虑成本的情况下，SiC是更优选择；考虑成本因素，在650V、750V器件耐压的应用上适合追求更高效、更高功率密度的中高端需求，而IGBT则可以满足对购置成本较敏感的需求。

在高压电驱应用上，SiC也是大功率电驱的主流选择，而IGBT会用在追求性价比的中低功率电驱应用上。在高压双电驱应用里，会存在SiC和IGBT"高低搭配"的整车系统。虽然SiCMOSFET在某些领域与IGBT存在竞争关系，但更多的是作为互补存在，特别是在高压、高效率的应用场景中，SiCMOSFET展现出明显的优势。

安森美认为未来SiC技术和产业链将在这些方面持续演进：

首先，SiC功率器件的市场规模将持续扩大，预计未来几年内将保持高速增长。其次，随着8英寸晶圆技术的成熟和成本的降低，SiC器件的市场主流将从6英寸转向8英寸。第三，产品性能优化，如安森美通过不断改进SiCMOSFET的结构（如从M1到M3S系列），减少导通电阻和开关损耗，提高器件的工作效率和可靠性，以满足新能源汽车、充电桩、光伏新能源等领域的高要求。

在产业链方面，随着SiC技术的成熟和市场需求的增长，规模化生产将成为SiC产业链的重要发展方向。并且，未来SiC产业链将更加注重垂直整合和协同合作。通过整合上下游资源，实现产业链的优化配置，提高整体竞争力。随着SiC技术的不断进步和成本降低，未来SiC产业链将拓展到更多应用领域。最后，各国政府将继续加大对SiC产业的政策支持力度，包括资金扶持、税收优惠、人才培养等方面。这将有助于推动SiC产业的快速发展，形成完善的产业链生态。