目前油啤，電動(dòng)汽車電力驅(qū)動(dòng)部分仍主要采用硅(Si)基功率器件，許多方面已逼近甚至達(dá)到了其材料的本征極限馁雏，如電壓阻斷能力酱晾、正向?qū)▔航怠⑵骷_關(guān)速度等托俯，尤其在高頻和高功率領(lǐng)域更顯示出其局限性赠飞。

“預(yù)計(jì)到2021年三季度拼固，汽車及工業(yè)應(yīng)用將占到公司營收的50%份額，其中汽車市場占比將達(dá)35%捻钢，工業(yè)應(yīng)用市場占比為15%”ROHM半導(dǎo)體集團(tuán)中國營業(yè)部董事長竹內(nèi)善行對(duì)于未來發(fā)展機(jī)遇如是表述：“快速增長的電動(dòng)汽車市場绞艘，將為ROHM公司帶來巨大的增長空間”足沥。

12月2日稻续，電動(dòng)汽車全球頂級(jí)賽事“FIA Formula E錦標(biāo)賽2017-2018（第4賽季）”賽事在香港正式拉開帷幕。全球知名半導(dǎo)體廠商ROHM為文圖瑞電動(dòng)方程式車隊(duì)（VENTURI Formula E Team）提供了“全SiC”功率模塊轿跌，在保障效率的同時(shí)滔菠，大幅度降低逆變器尺寸及重量，在輕量化及節(jié)能方面表現(xiàn)優(yōu)異汪兢。ROHM作為SiC功率元器件的領(lǐng)軍企業(yè)批斯，從第3賽季開始與文圖瑞簽署官方技術(shù)合作協(xié)議，為逆變器這一賽車核心驅(qū)動(dòng)部件提供全球最先進(jìn)的SiC功率元器件掷漱。上個(gè)賽季僅提供了二極管(SiC-SBD)粘室，但從第4賽季開始，將提供集成了晶體管與二極管的“全SiC”功率模塊卜范，與未搭載SiC的第2賽季的逆變器相比衔统，成功實(shí)現(xiàn)43%的小型化與6kg的輕量化。

為什么要用SiC器件海雪？

我們都知道锦爵，在經(jīng)歷了三十年左右時(shí)間發(fā)展，硅（Si）產(chǎn)品開始出現(xiàn)技術(shù)瓶頸奥裸，在高溫险掀、高壓及高頻應(yīng)用時(shí)損耗較大。除此之外湾宙，硅產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特性樟氢，決定了其在體積減小及散熱方面必將出現(xiàn)矛盾。為此侠鳄，行業(yè)也在不斷嘗試開發(fā)替代方案埠啃，其中SiC和GaN被認(rèn)為是理想的解決方案。

對(duì)此却值，ROHM半導(dǎo)體（上海）有限公司設(shè)計(jì)中心高級(jí)經(jīng)理水原德健認(rèn)為：“由于結(jié)構(gòu)的不同卑竹，SiC相對(duì)于Si在晶圓尺寸方面具有天然的優(yōu)勢，其元器件尺寸可減小為硅產(chǎn)品的1/2私闭。此外砾漓，由于SiC可以曾受高頻特性，無緣器件尺寸可減小為硅產(chǎn)品的1/10宽用。另外闭榛，基于耐高溫特性盒器，SiC可以采用風(fēng)冷形式，大幅度降低冷卻系統(tǒng)體積衍肥」ゲ牵總體而言，在高溫刀念、高頻浅慎、高壓、熱導(dǎo)率贺潜、衰減電場特性方面抵蚊，SiC相對(duì)于Si產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了全方面超越，這也是行業(yè)對(duì)其熱情不減的原因溯革≌晟”

對(duì)于SiC和GaN誰更具前景的問題，水原德健也做了具體的說明：“雖然說SiC和GaN都被行業(yè)寄予厚望致稀，GaN或許更具成本優(yōu)勢冈闭，但這二者將擁有各自的應(yīng)用領(lǐng)域。GaN更多地面向低壓應(yīng)用市場抖单，如100V-150V方面萎攒，SiC器件則更加偏向于高壓市場應(yīng)用。目前臭猜，ROHM在高壓方面躺酒，SiC功率器件已經(jīng)可達(dá)1700V，3300V-6500V樣品也已經(jīng)具備蔑歌。未來羹应，ROHM在SiC和GaN方面都將持續(xù)跟進(jìn)，為用戶提供全方位解決方案次屠〈嘌罚”

持續(xù)發(fā)力SiC功率器件

回顧SiC產(chǎn)品發(fā)展歷程，在2003年美國Cree公司率先推出相關(guān)產(chǎn)品之后拇蟋，并未在市場上引起很大的波瀾棒鞍。直到2010年之后，業(yè)界才開始將更多關(guān)注度放在SiC產(chǎn)品蓖搅，目前主要廠商包括ROHM崖蟀、Infineon以及Cree公司。

據(jù)YOLE預(yù)測翩汰，到2020年全球SiC應(yīng)用市場規(guī)模達(dá)到5億美元吹迎，而到2022年全球SiC市場將會(huì)進(jìn)一步翻一番達(dá)到10億美元的規(guī)模。雖然說增長潛力加大，但是產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小湃足，成本相對(duì)偏高已成為SiC應(yīng)用的主要制約因素猩缺。對(duì)此，水原德健認(rèn)為：“雖然SiC產(chǎn)品發(fā)展迅速剂户，但未來Si產(chǎn)品仍將占據(jù)主要的市場份額泣爷，SiC產(chǎn)品市場占比預(yù)計(jì)將達(dá)10%左右”。

“在成本降低方面奉狈，我們已經(jīng)開始使用更大尺寸晶圓工藝卤唉，大幅度提升產(chǎn)能。此外嘹吨，在拉伸精度及切割精度等方面持續(xù)改進(jìn)搬味。另一方面境氢，ROHM還將進(jìn)一步突破SiC工藝技術(shù)蟀拷，提升產(chǎn)品性能∑剂模” 水原德健對(duì)于SiC技術(shù)改進(jìn)方面也做了具體介紹：“通過采用獨(dú)創(chuàng)的結(jié)構(gòu)问芬，RO在全球首家實(shí)現(xiàn)了采用溝槽結(jié)構(gòu)的SiC-MOSFET的量產(chǎn)。與已經(jīng)在量產(chǎn)中的平面型SiC-MOSFET相比寿桨，導(dǎo)通電阻可降低約50%此衅，同時(shí)還提高了開關(guān)性能（輸入電容降低約35%），成為行業(yè)劃時(shí)代的里程碑亭螟。自2002年開始進(jìn)行相關(guān)研發(fā)以來挡鞍，ROHM在SiC功率器件方面已經(jīng)處于行業(yè)領(lǐng)先地位，并取得了多項(xiàng)世界第一预烙。未來將在風(fēng)電胀爸、光伏、工業(yè)千荡、高鐵锌德、電動(dòng)/混動(dòng)汽車、數(shù)據(jù)中心绅踪、空調(diào)家電等領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用沼惹。”

電動(dòng)汽車助力SiC發(fā)展

近年來兄诱，在全球節(jié)能減排的背景下遥浑，電動(dòng)汽車成為各國政府重點(diǎn)關(guān)注的方向。據(jù)波士頓咨詢公司（BCG）最新報(bào)告顯示旧育，電動(dòng)汽車正越來越受到人們歡迎捞勿，預(yù)計(jì)到2030年近一半的新車銷量將是電動(dòng)汽車。中國汽車銷量在2019年將達(dá)到約2800萬輛扮人，其中電動(dòng)汽車的銷量約為10%浆左，達(dá)到280萬輛挥闸。由此可見，電動(dòng)汽車已經(jīng)成為全球可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢伪节。

對(duì)于電動(dòng)汽車而言光羞，續(xù)航里程、充電速度及能源利用效率已經(jīng)成為當(dāng)下消費(fèi)者選擇的重要因素怀大。其中纱兑，電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直接影響著電動(dòng)汽車性能、可靠性及成本化借。目前潜慎，電動(dòng)汽車電力驅(qū)動(dòng)部分仍主要采用硅(Si)基功率器件，許多方面已逼近甚至達(dá)到了其材料的本征極限蓖康，如電壓阻斷能力铐炫、正向?qū)▔航怠⑵骷_關(guān)速度等蒜焊，尤其在高頻和高功率領(lǐng)域更顯示出其局限性倒信。因此，在電動(dòng)汽車電力驅(qū)動(dòng)小型化及輕量化的發(fā)展趨勢下泳梆，SiC功率器件迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇鳖悠。

“基于在SiC功率器件方面的領(lǐng)先優(yōu)勢，ROHM主要致力于電動(dòng)汽車主逆變器捣睬、DC/DC轉(zhuǎn)換器血洞、車載充電器、電動(dòng)壓縮機(jī)等單元的研發(fā)生產(chǎn)克蝶。目前僻携，車載充電器搭載SiC SBD已經(jīng)成為主流。今后寻适，搭載支持高耐壓藏崇、高效率的SiC MOSFET將會(huì)得到發(fā)展，從而進(jìn)一步提高充電效率凤婆，縮短充電時(shí)間短揉。” 水原德健表示：“相對(duì)于其他廠商非畜，ROHM具有從上游材料刚肠、晶圓芯片、SiC模塊到功率器件完整的產(chǎn)業(yè)鏈并且能夠提供與功率元器件控制IC及電源亦弛、變壓器冒晰、二極管、分流電阻器等各種通用產(chǎn)品配套的解決方案，為用戶提供高品質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)壶运，為節(jié)能減排貢獻(xiàn)自己的力量耐齐。”

小結(jié)：

過去幾年蒋情，由于產(chǎn)能及成本限制使得SiC產(chǎn)品一直束之高閣埠况。隨著技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，以及電動(dòng)汽車市場的巨大助力棵癣，SiC產(chǎn)品有望迎來快速增長期辕翰。與此同時(shí)，如何與硅基產(chǎn)品構(gòu)建的系統(tǒng)融合狈谊，最大限度地發(fā)揮性能優(yōu)勢喜命，也是SiC產(chǎn)品需要面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問題。

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