據(jù)日經(jīng)日前報道,日本各家電子零件廠加快對EV相關零件進行增產(chǎn)投資,其中Rohm計劃在今后5年內投資600億日圓、將使用于EV的SiC功率半導體產(chǎn)能擴增至現(xiàn)行的5倍。
報導指出,Rohm在碳化硅(SiC)功率半導體的研發(fā)上居領先,于全球SiC功率半導體市場握有2成市占率,和英飛凌( Infineon )、STMicroelectronics并列為全球主要供應商之一,而其產(chǎn)能擴增至5倍后、全球市占率有望提高至3成。Rohm生產(chǎn)的半導體材料也以經(jīng)由汽車零件廠的形式、使用于特斯拉(Tesla)的EV逆變器(inverter)上。
特斯拉引爆的車用SiC市場
據(jù)媒體報道,自從特斯拉Tesla推出Model3,采用以24個碳化硅 MOSFET為功率模塊的逆變器后,碳化硅(SiC)這類新型半導體材料越來越受重視。
報道指出,特斯拉的Model3是第一個應用碳化硅(sic)功率元器件的電動車型,用的是來自意法半導體的650v sic mosfet。相比于在Model s/x上用的igbt,sic mosfet能帶來5-8%逆變器效率提升,也就是從model s的82%逆變器效率提升到model3的90%,對續(xù)航提升顯著。
報道指出,sic mosfet除了整體能耗效率的提升,還有一個巨大的優(yōu)勢在于高溫表現(xiàn),IGBT在高溫下效率會有很大一截下降,而sic mosfet直到200度都能維持正常效率表現(xiàn)。
這也是為什么Model3性能版能適當提高驅動模塊的工作溫度來保證動力系統(tǒng)的長時間高功率輸出。
中泰證券也表示,目前碳化硅器件在電動車上應用主要是功率控制單元、逆變器、DC-DC轉換器、車載充電器等方面。2015年,汽車巨頭豐田便展示了全碳化硅模組的PCU。相比之下,碳化硅PCU僅為傳統(tǒng)硅PCU的體積的1/5,重量減輕35%,電力損耗從20%降低到5%,提升混動車10%以上的經(jīng)濟性,經(jīng)濟社會效益十分明顯。
羅姆蓄謀已久
早在幾年前,羅姆就規(guī)劃將在旗下生產(chǎn)子公司「ROHM Apollo」的筑后工廠(福岡縣)內興建新廠房,預計于2019年2月動工、2020年12月完工。按照羅姆于SiC電源控制芯片事業(yè)策略說明會上表示,公司將投資約200億日圓,于2020年倍增SiC電源控制芯片產(chǎn)能,而羅姆也考慮于宮崎縣進行增產(chǎn)投資,在2025年3月底前累計將投資600億日圓,屆時將SiC電源控制芯片產(chǎn)能大幅擴增至2016年度16倍。
而在早前,ROHM最近舉行了開幕式,宣布將于2019年2月開始在ROHM Apollo的Chikugo工廠完成新建筑的竣工,以增強SiC功率器件的生產(chǎn)能力。
新大樓是一家最先進的環(huán)保工廠,其生產(chǎn)設施采用了許多節(jié)能技術,其中100%的電力來自可再生能源。
此外,我們通過引入各種災難對策來增強BCM(業(yè)務連續(xù)性管理)系統(tǒng)。從2021年1月起,我們將開始安裝生產(chǎn)設備并構建能夠滿足SiC功率器件中長期增長需求的制造系統(tǒng)。
據(jù)報道,自2010年以來,ROHM一直在大量生產(chǎn)包括SiC SBD和MOSFET在內的SiC功率器件,該公司在技術開發(fā)方面繼續(xù)保持行業(yè)領先地位,例如推出了業(yè)界首款全SiC功率模塊和SiC溝槽MOSFET。同時,羅姆擁有一個集成的生產(chǎn)系統(tǒng),致力于通過增加硅片直徑和利用最新設備來提高生產(chǎn)效率,同時還減少了制造對環(huán)境的影響。
除了這棟新建筑外,羅姆集團旗下生產(chǎn)SiC硅片的SiCrystal GmbH計劃從下一個財年開始使用100%可再生能源運營,從而將工廠購買的電力所產(chǎn)生的CO 2排放量降至零。結果,所有主要的SiC芯片生產(chǎn)工藝都將使用環(huán)保的可再生能源。
ST先下手為強
在羅姆擴產(chǎn)之際,ST先下手為強,拿下了羅姆的訂單。
在2020年1月,意法半導體與羅姆集團旗下的SiCrystal公司簽署一了份碳化硅(SiC)晶圓長期供應協(xié)議,協(xié)議規(guī)定, SiCrystal將向意法半導體提供總價超過1.2億美元的先進的150mm碳化硅芯片,滿足時下市場對碳化硅功率器件日益增長的需求。
對于這次合作,羅姆子公司SiCrystal總裁兼首席執(zhí)行官Robert Eckstein博士表示,“ SiCrystal是ROHM集團旗下的SiC公司,擁有多年的SiC晶圓研制經(jīng)驗。我們很榮幸與長期客戶ST簽訂此供應協(xié)議,未來將不斷增加晶圓產(chǎn)量,并始終提供質量可靠的產(chǎn)品,支持我們的合作伙伴擴大碳化硅業(yè)務。”
意法半導體總裁兼首席執(zhí)行官Jean-Marc Chery則透露了接下來的規(guī)劃,“該SiC襯底長期供應協(xié)議是在我們已經(jīng)拿到的外部產(chǎn)能以及正在逐步擴大的內部產(chǎn)能之外的另一項產(chǎn)能保證,這將確保意法半導體能夠增加晶圓供給量并補充內部產(chǎn)能缺口,滿足未來幾年客戶在汽車和工業(yè)項目產(chǎn)品方面的強勁增長的需求。”
日本廠商押寶EV
除了羅姆外,日本廠商都在投入到電動汽車產(chǎn)業(yè)中。
據(jù)了解,富士電機( Fuji Electric )將投資約1,200億日圓擴增日本國內外工廠產(chǎn)能、增產(chǎn)功率半導體;東芝( Toshiba )計劃在2023年度結束前投資約800億日圓、將功率半導體產(chǎn)能提高3成;日本電產(chǎn)( Nidec )將砸下2,000億日圓在歐洲興建EV用驅動馬達新工廠。TDK將在三年內投資超過5,200億日元,以增加蓄電池和其他產(chǎn)品的產(chǎn)量。
日廠增產(chǎn)EV相關零件,主要是因為全球各國推出減碳政策、推升EV需求。根據(jù)波士頓顧問集團(Boston Consulting Group;BCG)的試算,2025年EV等電動化車款占全球新車銷售量比重有望自2020年的10%揚升至31%水準。
日本市調機構富士經(jīng)濟(Fuji Keizai)2020年6月5日公布調查報告指出,2030年全球功率半導體市場規(guī)模預估將擴增至4兆2,652億日圓、將較2019年(2兆9,141億日圓)大增46.4%。
其中,2030年碳化硅(SiC)制功率半導體全球市場規(guī)模預估將擴增至2,009億日圓、將達2019年(436億日圓)的4.6倍;氮化鎵( GaN )產(chǎn)品市場規(guī)模預估為232億日圓、將達2019年(19億日圓)的12.2倍。