4月7日，中國(guó)汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟功率半導(dǎo)體分會(huì)在長(zhǎng)沙成立，將加快汽車(chē)功率芯片的國(guó)產(chǎn)化。在成立大會(huì)暨汽車(chē)功率芯片發(fā)展研討會(huì)期間，第一財(cái)經(jīng)記者獲悉，汽車(chē)結(jié)構(gòu)性缺芯給國(guó)產(chǎn)芯片帶來(lái)機(jī)會(huì)，降本提質(zhì)是國(guó)產(chǎn)功率芯片尤其是碳化硅功率半導(dǎo)體“上車(chē)”的關(guān)鍵；三安光電用于電動(dòng)車(chē)主驅(qū)的碳化硅功率半導(dǎo)體有望今年四季度正式“上車(chē)”。

汽車(chē)結(jié)構(gòu)性缺芯給國(guó)產(chǎn)芯片帶來(lái)機(jī)會(huì)

有行業(yè)專(zhuān)家向第一財(cái)經(jīng)記者表示，一輛電動(dòng)車(chē)如果前驅(qū)與后驅(qū)都用功率半導(dǎo)體，功率半導(dǎo)體約占電機(jī)控制器的成本50%。奇瑞汽車(chē)研發(fā)總院芯片規(guī)劃總監(jiān)郭宇輝告訴第一財(cái)經(jīng)記者，功率半導(dǎo)體，包括IGBT、碳化硅（SiC）功率半導(dǎo)體；業(yè)內(nèi)共識(shí)是，20萬(wàn)元以?xún)?nèi)的電動(dòng)車(chē)用IGBT，20萬(wàn)元以上的電動(dòng)車(chē)用碳化硅功率半導(dǎo)體；碳化硅功率半導(dǎo)體損耗小、耐高壓、耐高溫，是功率半導(dǎo)體的未來(lái)發(fā)展方向之一。

郭宇輝說(shuō)，目前汽車(chē)業(yè)仍結(jié)構(gòu)性缺芯，比如，電源類(lèi)、控制類(lèi)、通信類(lèi)、計(jì)算類(lèi)、功率類(lèi)的芯片均緊缺。像碳化硅芯片項(xiàng)目投資建設(shè)期需18-24個(gè)月，去年有許多碳化硅項(xiàng)目的投資，要2025年才會(huì)釋放產(chǎn)能，預(yù)計(jì)2025年碳化硅功率半導(dǎo)體的緊缺狀況才會(huì)得到緩解。

今年，奇瑞汽車(chē)在功率半導(dǎo)體方面，會(huì)盡力保障供應(yīng)鏈安全，國(guó)產(chǎn)化是解決缺芯風(fēng)險(xiǎn)的辦法之一。郭宇輝說(shuō)，目前，國(guó)內(nèi)的碳化硅供應(yīng)商，還沒(méi)有大規(guī)模供應(yīng)車(chē)規(guī)產(chǎn)品。加工硅要1500°C，加工碳化硅要2500°C；硅基襯底制作時(shí)間是兩三天，碳化硅襯底制作時(shí)間是兩三周。碳化硅器件的工藝要求高，所以成本約是硅基器件的數(shù)倍。現(xiàn)在，碳化硅功率半導(dǎo)體的生產(chǎn)工藝還不夠成熟，良率不是很高，成本較高，未來(lái)成本一定要降下來(lái)。

作為國(guó)內(nèi)主要的碳化硅供應(yīng)商之一，三安半導(dǎo)體投資160億元的長(zhǎng)沙碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈工廠，2021年6月一期工程投產(chǎn)，6英寸碳化硅晶圓產(chǎn)能爬坡至15000片/月，二期工程預(yù)計(jì)2023年完工，達(dá)產(chǎn)后年產(chǎn)能50萬(wàn)片6英寸碳化硅晶圓。三安半導(dǎo)體銷(xiāo)售副總經(jīng)理張真榕向第一財(cái)經(jīng)記者表示，三安將抓住2024年、2025年汽車(chē)業(yè)結(jié)構(gòu)性缺芯的機(jī)會(huì)，加快推進(jìn)國(guó)產(chǎn)碳化硅“上車(chē)”進(jìn)程，三安用于主驅(qū)的碳化硅功率半導(dǎo)體有望2023年四季度正式“上車(chē)”。

國(guó)內(nèi)另一家碳化硅器件提供商泰科天潤(rùn)的相關(guān)負(fù)責(zé)人也說(shuō)，“上車(chē)”是功率半導(dǎo)體企業(yè)想努力達(dá)成的目標(biāo)。中國(guó)汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟功率半導(dǎo)體分會(huì)的成立，將為車(chē)用功率半導(dǎo)體的國(guó)產(chǎn)化創(chuàng)造更好條件，希望同行共同努力，也希望得到整車(chē)廠更多支持。

降低成本是國(guó)產(chǎn)碳化硅器件上車(chē)關(guān)鍵

一汽研發(fā)總院功率電子開(kāi)發(fā)部部長(zhǎng)趙永強(qiáng)說(shuō)，傳統(tǒng)汽車(chē)時(shí)代，新車(chē)開(kāi)發(fā)要45個(gè)月；數(shù)字化時(shí)代，新車(chē)開(kāi)發(fā)要18-24個(gè)月，因此芯片、模塊、電驅(qū)、整車(chē)開(kāi)發(fā)需要同步進(jìn)行，需要整車(chē)廠與半導(dǎo)體廠深度協(xié)同。“SiC處于汽車(chē)應(yīng)用的起步階段，需不斷提升SiC功率器件的生產(chǎn)制造良品率，滿(mǎn)足車(chē)規(guī)級(jí)量產(chǎn)質(zhì)量要求；SiC應(yīng)用于車(chē)輛屬于系統(tǒng)工程，需要整車(chē)、零部件、原材料生產(chǎn)企業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈共同合作。”他呼吁，中國(guó)整車(chē)同行給國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體試錯(cuò)中改進(jìn)的機(jī)會(huì)。

據(jù)行業(yè)跟蹤數(shù)據(jù)，國(guó)外Wolfspeed、英飛凌、安森美、意法半導(dǎo)體和羅姆等在碳化硅芯片方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，國(guó)產(chǎn)SiC芯片在整車(chē)上應(yīng)用的規(guī)模較小且產(chǎn)業(yè)鏈仍不成熟；國(guó)內(nèi)嘉興斯達(dá)、中車(chē)微電子、比亞迪微電子、三安半導(dǎo)體等半導(dǎo)體企業(yè)，在SiC模塊封裝方面開(kāi)始形成規(guī)模，量產(chǎn)推廣速度加快。SiC模塊的成本有望在2025年降到同規(guī)格IGBT的1.5~2倍，采用SiC技術(shù)的汽車(chē)電機(jī)控制器的占比將逐步增加。

如何降低成本、穩(wěn)定質(zhì)量，是國(guó)產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體在車(chē)上大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。張真榕說(shuō)，碳化硅襯底目前占碳化硅芯片成本的約60%，因此降低襯底成本是重點(diǎn)。而現(xiàn)在碳化硅襯底的生產(chǎn)工藝還有三個(gè)瓶頸：一是晶體質(zhì)量，二是長(zhǎng)晶效率，三是切磨拋的損耗，這是行業(yè)內(nèi)各家企業(yè)都在努力攻克的難關(guān)。隨著產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)和產(chǎn)學(xué)研合作，未來(lái)有很大降本空間。

“從三安光電自身的產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)看，LED芯片比20年前降價(jià)了95%。碳化硅芯片預(yù)計(jì)每年成本也會(huì)下降5-8個(gè)百分點(diǎn)。”張真榕說(shuō)，主要方法，一是通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，提高效率和良率；二是規(guī)?；a(chǎn)；三是設(shè)備、材料國(guó)產(chǎn)化。如，碳化硅晶錠在長(zhǎng)晶爐里15-20天長(zhǎng)3.5厘米，如果長(zhǎng)5厘米，效率將更高。目前，長(zhǎng)晶爐等設(shè)備已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。“未來(lái)三到五年窗口期，會(huì)給國(guó)內(nèi)裝備提供平等機(jī)會(huì)。”

行業(yè)呼喚標(biāo)準(zhǔn)完善以及避免盲目投資

博世中國(guó)執(zhí)行副總裁徐大全說(shuō)，博世是汽車(chē)碳化硅器件的生產(chǎn)商、需求商，現(xiàn)在問(wèn)題是未來(lái)兩三年產(chǎn)能?chē)?yán)重不足，國(guó)際大芯片企業(yè)都在投資，更多投資在國(guó)外。中國(guó)是全球最大的新能源汽車(chē)市場(chǎng)，博世也在尋找合作伙伴，在中國(guó)市場(chǎng)布局，形成一定的戰(zhàn)略合作關(guān)系。功率半導(dǎo)體分會(huì)的成立，搭建了生產(chǎn)制造商與各界溝通的平臺(tái)，因?yàn)樘蓟桧?xiàng)目投資巨大、回報(bào)周期較長(zhǎng)，需要政策支持、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、避免盲目擴(kuò)張。“如果建太多廠，中間一定會(huì)有浪費(fèi)。建議政府把相關(guān)投資控制在一定數(shù)量，否則大家全面開(kāi)花，未來(lái)會(huì)自己把自己打敗。”

對(duì)于碳化硅的缺口，張真榕也援引公開(kāi)數(shù)據(jù)說(shuō)，2025年全世界2000萬(wàn)輛新能源汽車(chē)，如果B級(jí)以上車(chē)型15%-30%使用碳化硅功率半導(dǎo)體，那么碳化硅的缺口預(yù)計(jì)將達(dá)到150萬(wàn)-300萬(wàn)片6英寸晶圓。大家沖著這個(gè)缺口，拼命擴(kuò)產(chǎn)。但是，國(guó)產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體真正有效產(chǎn)出、達(dá)到車(chē)規(guī)級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不多，中低端的碳化硅功率半導(dǎo)體存在產(chǎn)能過(guò)剩的風(fēng)險(xiǎn)。

在避免盲目擴(kuò)張的呼聲之外，盡快完善汽車(chē)功率半導(dǎo)體的標(biāo)準(zhǔn)，也是業(yè)界熱切期盼的。士蘭微功率模塊業(yè)務(wù)相關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)，現(xiàn)在每家車(chē)廠需要的功率器件“百花齊放”，讓供應(yīng)商的研發(fā)力量不能集中，能否讓汽車(chē)功率芯片、封裝的標(biāo)準(zhǔn)趨同，有利于集中精力辦大事。

比亞迪汽車(chē)副總工程師劉源說(shuō)，希望國(guó)內(nèi)對(duì)汽車(chē)功率芯片有檢測(cè)、驗(yàn)證的完整體系，比亞迪將參與標(biāo)準(zhǔn)制定，一起把國(guó)內(nèi)功率芯片用在車(chē)上，打造具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生態(tài)鏈。“建議‘分會(huì)’成立后，一是打通材料、設(shè)備等產(chǎn)業(yè)鏈，二是明確標(biāo)準(zhǔn)制訂路線(xiàn)圖，逐步把汽車(chē)功率半導(dǎo)體的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，再到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。”斯達(dá)半導(dǎo)體相關(guān)人士也說(shuō)。

中國(guó)汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟功率半導(dǎo)體分會(huì)的理事長(zhǎng)董揚(yáng)表示，成立功率半導(dǎo)體分會(huì)就是為了建立產(chǎn)業(yè)生態(tài)，打通標(biāo)準(zhǔn)制訂、檢測(cè)認(rèn)證等各個(gè)環(huán)節(jié)，相信中國(guó)汽車(chē)功率半導(dǎo)體行業(yè)將會(huì)迎來(lái)大發(fā)展的機(jī)會(huì)。

來(lái)源：第一財(cái)經(jīng)