发布日期：2024-07-18 16:53 点击次数：92
算作第三代半导体材料的典型代表，碳化硅（SiC）被以为是功率半导体行业越过的主要标的。在近几年国内厂商不断千里淀工夫与升级家具的配景下，国产碳化硅 MOSFET在2024年运转放量。
碳化硅 MOSFET比较IGBT有哪些性能优胜性？系统老本是否完毕追平？国内碳化硅产业还靠近哪些挑战？近日，第一财经专访瑶芯微董事长郭亮良，就上述话题进行交流。
性能优胜，百亿好意思元市集可期
“与IGBT比较，碳化硅器件在高压、高频、高温环境下有更好的阐扬，不错带来更高的电能诊疗遵循及更低的能量损耗，最近几年在汽车以及新动力界限浸透率素质相等快。”郭亮良告诉第一财经。
碳化硅器件的性能优胜性主要缘于衬底材料相反。比较于硅，碳化硅具有十倍的击穿电场强度、三倍的禁带、两倍的极限职责温度和卓绝两倍的弥漫电子漂移速率。同期，碳化硅还具有三倍的热导率，这意味着三倍于硅的冷却才略。
高弥漫漂移速率带来更低的电阻和更小的能量损耗，还大约达到减弱体积的收尾。据悉，交流规格的碳化硅MOSFET和硅基MOSFET，前者的导通电阻裁减为后者的1/200，尺寸减小为1/10；使用交流规格的碳化硅MOSFET和硅基IGBT的逆变器，前者总能量赔本小于后者的1/4。以罗姆公司野心的碳化硅逆变器为例，使用全碳化硅模组后，主逆变器尺寸裁减43%，分量裁减6kg。
“刻下碳化硅在新动力汽车、充电桩、高遵循电源等界限皆在快速适用，瞻望2028年后市集范畴将与IGBT捏平，约700亿元东谈主民币，是功率半导体畴昔最大的一块增量。”郭亮良示意。
据Yole的Power SiC 2023报告数据，碳化硅功率半导体市集从2021年11亿好意思元增长到2022年18亿好意思元，年均增长率为62%。跟着汽车电子（Automotive）和工业电子（Industrial）的鼓吹，碳化硅功率半导体市集还刚硬盛增长，瞻望畴昔几年将接近100亿好意思元。
碳化硅 MOSFET系统老本追平IGBT
“以前产业上对碳化硅的采选有一些担忧，主若是两方面，一方面是价钱太贵，另外一方面是险些由国际芯片厂商为主导，产能和供货厚实性是个挑战。”郭亮良对第一财经示意。
第一财经了解到，以前两三年，业内瞻望碳化硅MOSFET批量化价钱是硅基IGBT的3-5倍，刻下来看已有所下跌。
“碳化硅MOSFET是不可能比IGBT更低廉的，因为原材料、工艺皆不相似。咱们刻下看价钱瞻望在IGBT的2-3倍，极限测算在1.5倍傍边。”郭亮良坦言，“但更迫切的是，碳化硅MOSFET大约完毕IGBT所不可完毕的功能，使得系统老本更低。”
郭亮良说明称，碳化硅MOSFET拉了高频后，领先蓝本的电容、电感、磁性元件不错一起变小，这块大约降本；其次，拓扑也在变化，蓝本可能需要两颗SJMOS，刻下只需要一颗碳化硅MOSFET，系统老本更低廉。“刻下在光伏、高遵循电源、充电桩界限，其实碳化硅的决策老本也曾比硅基更低廉了。”
“瑶芯微刻下主要在科罚老本和供货厚实性的问题，一方面采选了国产供应链，另外一方面工夫迭代马上并基本追平了国际的工夫才略，是以在降本和供货厚实性上有了很大的保险，刻下许多客户运转积极采选咱们的芯片亦然基于这个原因。”郭亮良先容称。
据悉，瑶芯微功率家具收入占比卓绝80%，其中碳化硅MOSFET算作其中枢家具，已迭代至第五代，刻下最新一代碳化硅MOS中枢地能研讨RSP值为2.5，可对标全球一线厂商。
“刻下公司的碳化硅MOS已在车载、光伏、充电桩、工业电源等多家龙头客户完毕了大批量出货，是国内少有的大约买通碳化硅纯原土供应链资源的企业。2020年咱们就运转在国内率先布局碳化硅纯原土供应链，从碳化硅衬底、外延到晶圆制造，小程序开发公司皆采选了国内顶尖的供应链。”郭亮良示意。
分愚弄界限来看，瑶芯微下贱袒护汽车、新动力、工业以及花消电子，汽车愚弄占30%傍边，新动力和工业加起来约占40%，花消电子约占30%。刻下该公司家具也曾在新动力汽车龙头企业完毕大批量请托，上车卓绝150万辆，供应全球车型，在车载功率芯片界限代表国内顶尖水平。
AI就业器孝顺MOSFET新愚弄
在愚弄上，刻下碳化硅 MOSFET在新动力汽车界限浸透率快速提高，畴昔AI就业器也将成为其新愚弄界限。
“传统的愚弄大部分用不上宽禁带半导体（可吞并为第三代半导体）。宽禁带主要用于两方面，一是高遵循界限，二是高功率密度界限。”郭亮良示意。
在高遵循方面，郭亮良例如称，如果功率高达30kW、40kW，那么遵循上两个百分点的差距在老本上皆有相等大的体现。部分大功率充电桩要完毕快速充电，功率就要拉上去，遵循也就要素质。
新动力车企中，特斯拉率先在Model3中集周全碳化硅模块，是碳化硅上车“第一个吃螃蟹的东谈主”。2018年，特斯拉在Model3上初次采选意法半导体的650V 碳化硅 MOSFET逆变器，相较Model X等采选IGBT的车型完毕了5%~8%的遵循素质，并在尔后的几款车型中均采选碳化硅工夫。随后国际车企丰田、本田、福特、巨匠等，国内比亚迪、蔚来等链接晓示将采选碳化硅决策。
与硅基IGBT比较，碳化硅 MOSFET具有高耐压、低导通损耗、低开关损耗等优点，愚弄于800V高压平台新动力车可大幅素质电驱遵循并裁减整车能耗。刻下国表里主流车企均已布局800V高压平台架构。跟着800V高压平台的普及，以及碳化硅家具质价比与可靠性素质，华金证券瞻望碳化硅在新动力车上的愚弄有望于2025年干涉快速增长。
在高密度方面，AI工夫的快速发展对电源功率密度提议了更高的条目，郭亮良示意，比较800W的惯例就业器，AI就业器的功率要达到4500W、5000W，也需要高遵循的碳化硅MOSFET。同期AI就业器的大小仍被机柜空间胁制，因此功率素质需要高功率密度半导体芯片通过拉高频来完毕，而高频靠硅基无法完毕，只须通过碳化硅才气完毕。
此外，业内也有不雅点以为，电网界限碳化硅 MOSFET需求将卓绝新动力汽车，未回电网需求也会来带新一波愚弄海浪。
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冯丽君
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