特斯拉加速碳化硅應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)鏈即將推動8吋碳化硅量產(chǎn)

來源：芯智訊-林子

7月18日消息，近年來，在電動汽車大廠特斯拉（Tesla）的帶動下，第三代半導(dǎo)體碳化硅（SiC）在電動汽車市場的應(yīng)用正在加速。整體觀察，全球碳化硅產(chǎn)業(yè)由美、日、歐等少數(shù)具全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)能力大廠主導(dǎo)，為降低成本，8 吋碳化硅晶圓和基板已成為兵家必爭之地。

碳化硅材料具備高電壓和高頻特性，能在高溫、高功率下穩(wěn)定運(yùn)行，電能消耗更少、散熱特性更佳，體積也可更小型化，介電系數(shù)、導(dǎo)熱率及最高工作溫度等關(guān)鍵參數(shù)具有優(yōu)勢，適用于電動汽車、5G 通訊、太陽能等應(yīng)用所需功率半導(dǎo)體元件。

碳化硅功率半導(dǎo)體在電動車領(lǐng)域的應(yīng)用，主要是由電動汽車大廠特斯拉采用SiC MOSFET模組帶動，最先導(dǎo)入 Model 3 車型逆變器和車載充電器，在降低反應(yīng)恢復(fù)時間和開關(guān)損耗方面效能顯著，也可讓電動車加速快、充電后里程續(xù)航力拉長、充電速度縮短。

特斯拉帶動電動汽車用碳化硅模組采用，使得其他電動汽車廠紛紛跟進(jìn)，這也讓 SiC MOSFET 供應(yīng)吃緊。臺灣資策會產(chǎn)業(yè)情報研究所（MIC）資深產(chǎn)業(yè)分析師何心宇指出，目前 SiC MOSFET 模組交期拉長至 42 周以上。

特斯拉電動車推動碳化硅模組應(yīng)用浪潮，也促使全球大廠積極布局碳化硅供應(yīng)鏈。資策會 MIC 指出，全球碳化硅產(chǎn)業(yè)由美、日、歐洲等企業(yè)主導(dǎo)，但目前具備碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)能力的廠商家數(shù)仍相對較少。

觀察大廠在電動車應(yīng)用布局，亞系外資法人指出，目前美國 Wolfspeed、Ⅱ-Ⅵ、陶氏化學(xué)關(guān)系企業(yè)道康寧（Dow Silicones Corporation）；日本羅姆（ROHM）株式會社、昭和電工（Showa Denko）、新日鐵（NSC）、歐洲意法半導(dǎo)體（STM）等，具有碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)能力，尤其是在基板與外延片等關(guān)鍵技術(shù)。

何心宇舉例，Wolfspeed 已實現(xiàn) 4 吋和 6 吋產(chǎn)線量產(chǎn)，并開始建設(shè)8吋產(chǎn)線，此外 Wolfspeed 以及昭和電工寡占碳化硅外延片市場。

不過產(chǎn)業(yè)人士表示，碳化硅模組在電動車的滲透率仍處于初期階段，主要是價格過高，其中碳化硅 SiC 芯片售價高出一般硅芯片達(dá) 10 倍至 15 倍；外資法人分析，受制于碳化硅外延片速度、加工難度等因素，制造成本仍居高不下，因此僅有部分電動車廠採用。

資策會 MIC 指出，去年對碳化硅模組拉貨需求較明顯的品牌車廠，包括特斯拉（Tesla）、比亞迪（BYD）、現(xiàn)代（Hyundai）、保時捷（Porsche）與新創(chuàng)企業(yè) Lucid Motors 等。

為了降低成本，擴(kuò)大晶圓尺寸是關(guān)鍵技術(shù)之一，不少國際大廠紛紛從6吋轉(zhuǎn)向8吋晶圓。根據(jù)分析，相對于6吋SiC晶圓，8吋SiC 晶圓的芯片數(shù)量可從 448 顆增加到 845 顆，增加幅度達(dá) 75%。

除了 Wolfspeed、羅姆、Ⅱ-Ⅵ 紛紛推出 8 吋碳化硅基板外，法人指出，包括英飛凌（Infineon）、意法半導(dǎo)體、安森美（On Semi）等大廠，也積極布局 8 吋碳化硅晶圓生產(chǎn)線。Wolfspeed 今年起已進(jìn)入量產(chǎn)，其他大廠最快2024年起產(chǎn)線也開始量產(chǎn)。

中國臺灣碳化硅晶圓制造包括漢磊、嘉晶、全新等，不過多以 4 吋晶圓為主，6 吋晶圓逐步量產(chǎn)，廣運(yùn)集團(tuán)關(guān)係企業(yè)盛新材料今年第 3 季規(guī)劃開發(fā) 8 吋晶體。

中國大陸廠商也想布局 8 吋碳化硅晶圓，雖仍處于研發(fā)階段，但今年 3 月爍科晶體已開發(fā)出 8 吋碳化硅晶圓。此外，中國廠商積極布局碳化硅晶圓制造，亞系外資法人指出，包括天科合達(dá)和中國電科等，已量產(chǎn) 6 吋碳化硅晶圓；三安光電、東莞天城等將于 2023 年量產(chǎn) 6 吋碳化硅晶圓