在半導(dǎo)體材料中,碳化硅(SiC)憑借著高頻、高壓等優(yōu)勢(shì),迅速崛起成為了 5G 時(shí)代的明日之星,而讓它成為各家電子器件廠商都想爭(zhēng)取的香餑餑的契機(jī),則是它在汽車(chē)領(lǐng)域中被各大制造商的重用。
最初是特斯拉(Tesla)在其Model 3主驅(qū)逆變器中采用了SiC器件之后,示范效應(yīng)被迅速放大,隨后著名的電動(dòng)方程式賽車(chē)中也在逆變器方案中用到了SiC技術(shù),不僅重量降低,尺寸減小,而且功率也獲得了一定的提升。
如今,許多汽車(chē)制造廠商已經(jīng)開(kāi)始在車(chē)載充電器(OBCs)、插電式混合動(dòng)力車(chē)(PHEV)和全電動(dòng)汽車(chē)(ev)的逆變器中使用碳化硅元件,由于它體積小、重量輕、能源效率高,能夠縮短充電時(shí)間、擴(kuò)大電動(dòng)汽車(chē)的使用范圍,因此寄希望于它能夠推動(dòng)汽車(chē)的進(jìn)一步電氣化。
將SiC MOSFET與SiC SBD集成在一起的模塊可最大程度降低由IGBT尾電流和快速恢復(fù)二極管(FRD)恢復(fù)損耗引起的開(kāi)關(guān)損耗(來(lái)源:Rohm)
競(jìng)爭(zhēng)激烈,下游紛紛鎖定供應(yīng)商
不過(guò),許多下游用戶(hù)很快發(fā)現(xiàn),碳化硅晶圓的全球產(chǎn)能似乎很難滿(mǎn)足所有人的需求。最重要的一個(gè)原因就是生產(chǎn)的復(fù)雜性,與硅晶圓相比,制造SiC晶圓的過(guò)程要復(fù)雜得多。這讓許多下游公司不得不加強(qiáng)了與供應(yīng)源的關(guān)系,以確保自家不會(huì)被“斷糧”。不過(guò)幸運(yùn)的是,包括晶圓廠在內(nèi)的已經(jīng)有許多機(jī)構(gòu)意識(shí)到必須擴(kuò)大投資,以支持供應(yīng)鏈建設(shè)。
去年,與Cree、英飛凌、Littlefuse、Rohm和意法半導(dǎo)體(ST)一同增產(chǎn)的還有美國(guó)微芯和安森美半導(dǎo)體(OnSemi)——微芯開(kāi)始批量生產(chǎn)一系列SiC器件,包括700- v mosfet和700-和1200-V肖特基勢(shì)壘二極管(SBDs),而安森美則推出了由硅基IGBT和SiC SBD組成的混合共封裝。
圖片來(lái)源:Cree
據(jù)悉,安森美將從Cree的子公司W(wǎng)olfspeed采購(gòu)SiC晶圓,雙方已簽署一份價(jià)值逾8500萬(wàn)美元的多年期協(xié)議。Cree還投資10億美元擴(kuò)大其北卡羅來(lái)納州達(dá)勒姆總部的制造能力,并在紐約州北部建造世界上最大的碳化硅設(shè)備制造工廠。
碳化硅也是意法半導(dǎo)體(ST)業(yè)務(wù)的關(guān)鍵戰(zhàn)略組成部分,因此也一直在加強(qiáng)其供應(yīng)鏈,如最近ST與德國(guó)埃爾蘭根的SiC晶圓制造商SiCrystal AG公司簽署了一項(xiàng)多年協(xié)議,將提供價(jià)值超過(guò)1.2億美元的150毫米晶圓,而SiCrystal的母公司是日本電力半導(dǎo)體制造商Rohm。
意法半導(dǎo)體公司總裁兼首席執(zhí)行官讓-馬克·奇瑞是這樣描述對(duì)碳化硅動(dòng)力裝置的需求增長(zhǎng)的:“電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力半導(dǎo)體市場(chǎng)將在2025年達(dá)到30億美元,在未來(lái)10年將達(dá)到100億美元。ST打算用碳化硅來(lái)主導(dǎo)這一市場(chǎng),我們希望能夠成為高電壓設(shè)備的領(lǐng)導(dǎo)者。”
另外,博世半導(dǎo)體最近宣布,其位于德國(guó)Reutlingen的晶圓廠將為汽車(chē)應(yīng)用生產(chǎn)SiC功率半導(dǎo)體。博世管理委員會(huì)成員Harald Kroeger表示:“碳化硅半導(dǎo)體能為電機(jī)提供更多的電力,這對(duì)駕車(chē)者來(lái)說(shuō)就意味著里程的增加。”
Cree和汽車(chē)供應(yīng)商ZF Friedrichshafen也已經(jīng)就在下一代電動(dòng)汽車(chē)中使用基于sicc的電力逆變器達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議。ZF表示,它已經(jīng)從幾家全球領(lǐng)先的汽車(chē)制造商那里接到了基于SiC的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)訂單。通過(guò)這次合作,ZF希望能在2022年之前向市場(chǎng)提供SiC電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)。
來(lái)源:electronicdesign

粉體圈Coco編譯
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