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安森美(onsemi)中國區汽車市場技術應用負責人、碳化硅首席專家吳桐博士近日就碳化硅產業鏈迭代趨勢以及完善產業鏈背后安森美的公司業績、運營模式、市場前景與產業合作等內容進行了深入分享，干貨滿滿，一睹為快~

安森美中國區汽車市場技術應用負責人、碳化硅首席專家吳桐博士

碳化硅的工藝迭代

如今，碳化硅頭部企業都在量產平面柵結構的碳化硅器件，同時也在研發柵極結構工藝。在柵極結構方面，安森美量產的第三代碳化硅器件還是采用平面柵結構，因為這方面有很多結構設計的know-how，例如受專利保護的Strip Cell，好處是能用平面柵結構實現更低的比電阻，能夠和溝槽柵媲美；其制造難度也降低很多，可以保證良率和可靠性，產品成本也不會增加。

事實上，安森美在溝槽柵方面已經研究了很多年，也有很多樣品在進行內部測試，他認為唯一的問題在于，過早的推出溝槽柵產品在可靠性方面還有一定的風險。所以，安森美正在進行可靠性優化，提升溝槽柵的利用率。另外，未來提升可靠性，安森美也在對溝槽柵進行摸底，在標準測試的基礎上加一些認為有風險的測試點，力圖將風險搞清楚。第三是從封裝角度講，安森美提供各種不同的封裝選項，還將推出下一代設計很強的封裝，通過封裝的不斷迭代來適配不同的需求。

碳化硅收入漲4倍的背后

財報披露，安森美在Q2拿下30億美元訂單，碳化硅收入漲了4倍。據吳桐博士介紹，當中汽車相關產品占比至少在七八成，汽車應用主要就是三大件，占比最大的是逆變器，其次是OBC，然后是其他車載電子產品等等。

VE-Trac B2-SiC主驅逆變器功率模塊

現在碳化硅在汽車中的應用越來越多，雖然成本會有一定提升，但為汽車帶來了性能方面的優勢。所以，使用碳化硅要選擇適合的終端市場，汽車就是最好的應用。因為汽車跟電池相關，如果能提升效率，就能延長電池的使用壽命；同時可以提升里程，減少零部件的尺寸和重量，這些都是碳化硅的優勢，也值得用戶花更多的錢。而一些傳統行業對價格很敏感，不是碳化硅合適的應用場景。

新興的光伏行業也是碳化硅的應用賽道，碳化硅可以實現更高電壓，使電流能力更強，從根本上解決一些現有問題。這方面的應用包括混合模塊和純碳化硅方案，因為成本較高，后者的應用突破還需要幾年時間通過更高壓的SiC MOS甚至SiC IGBT來實現。

完善碳化硅產業鏈的意義

眾所周知，碳化硅產業鏈非常復雜，從最底層的硅粉到晶錠生長、晶錠切割成薄片，然后做外延，再做芯片，芯片切割后還要進行封裝，每一個環節對整個碳化硅的成本和性能都有很大的影響。只有將整個碳化硅產業鏈掌握在自己手里，才有利于企業可持續地擴張碳化硅的生產規模，對成本控制也有很大幫助。

全碳化硅產業鏈IDM

碳化硅襯底是制約碳化硅成本的關鍵，安森美收購了GTAT后，整合了襯底資源，實現了內部供應，同時也帶給企業更大的自由度。GTAT的生產過程經過了國際認證，它不光做材料，還做設備，收購為安森美打開了整個產業鏈，不需要額外外采襯底制造設備。如果供應鏈的部分環節靠外面供給，風險就會很大。將所有關鍵環節都掌握在自己手里，就可以控制生產節奏，可以按照市場需求去擴展我們的產品。

從芯片設計角度看，安森美的第三代SiC MOSFET在行內比較領先。而采用IDM模式也并不完全是為了供應鏈安全，因為晶錠制造過程某一個細節參數就會影響最終封裝模塊的性能，有了全產業鏈，就會使下游模塊到上游晶錠設計形成一個很大的閉環。如果脫離了模塊制造，很多芯片設計可能很難適配模塊的封裝，性能也不能達到最優化。

通過供應鏈整合，安森美在每一個環節的know-how都可以借鑒到上游其他環節，能夠很好地控制從最開始到最后產品的整個過程。每一個環節的失效都可以向上溯源，看到底是哪個環節出了問題。這樣，就會使技術和產品迭代更快，同時也能夠確保產品質量。

碳化硅的應用機會

Canalys最新發布報告顯示，2023年Q1全球電動汽車銷量達267萬輛，滲透率達到14.6%；中國占據主導地位，銷量達到133萬輛，占全球總量的49.4%。現實是，車企新的平臺都是以電動化為主，中間過渡包括混動或增程式，但電動化大趨勢已成必然。對安森美來說，增量趨勢就是很大的機會。

電動汽車的挑戰在于，續航里程對產品競爭力和消費者采用至關重要。現有電池技術要大幅提升電池容量并不現實，如何進一步提高動力系統效率，同時降低電池組容量或提高續航里程的問題已提上日程。

此外，電池容量還是在慢慢提升，行業也在開發半固態和固態電池，電機則趨向于高轉速電機及勵磁電機來提升功率密度以及性價比，同時通過多合一的設計來擴展電機的使用場景。在三大件中，電控對效率的影響最大，采用碳化硅的主要目的就是為了提升電控效率的同時實現高壓平臺應用和更高的功率密度。一些客戶采用了安森美的碳化硅，最大的好處是碳化硅能夠帶來續航里程的很大提升。現在可以看到，一些低壓車型也在從IGBT轉到碳化硅，同樣是為了提高效率。

他特別提到采用800V平臺對系統效率會有進一步的提升，包括功率密度，甚至電機轉速。根據歐姆定律，電壓提高了，電流就會減小很多，所有部件的損耗就會更低，線束也可以變得更小，這些都對效率提升有很大幫助，結果是延長了行駛里程。所以，800V平臺是未來的迭代方向。

適用于400V和800V的25kW快速直流電動汽車充電方案

現在的情況是，雖然800V高壓平臺和碳化硅MOSFET是一對絕配，但向800V的過渡需要增加一些成本，目前800V平臺主要應用于高端車型，因為它對成本并沒有那么敏感。不過，伴隨汽車智能化的發展，許多功能都在下沉到低端車型，同時一些低端車型也會推出長續航版本采用800V平臺。未來，隨著碳化硅的成本下降以及800V應用的普及，勢必也會為碳化硅帶來更多的機會。

合作共贏，推進碳化硅應用

中國是電動汽車最大的生產和出口國，碳化硅的逐步采用勢必對中車企的競爭力起到一定的推動作用，現在幾家主流車企都確定了未來采用碳化硅的大方向。安森美這兩年也適時切入了正確的方向，匹配了市場和客戶的需求，通過智能電源和智能感知技術滿足了客戶未來的平臺要求，包括產品迭代需求，同時明確了戰略方向，與客戶的高效溝通也使合作越來越深入。

除了蔚來，安森美還與吉利極氪合作，簽署了一份長期供應協議，以進一步加強雙方在碳化硅功率器件領域的合作。安森美也一直為Tier1匯川聯合動力提供高性能和高穩定性的解決方案和廣泛的產品組合，包括IGBT、碳化硅器件和模塊。今年上半年，大眾汽車、現代-起亞、寶馬、緯湃科技也都投資了安森美的碳化硅項目。

VE-Trac Direct SiC主驅碳化硅功率模塊

對于重點客戶，安森美還有一個共建聯合技術應用實驗室平臺計劃，旨在與客戶進行深入的合作，共同推動碳化硅在汽車領域的應用。例如，欣銳科技近期與安森美共同打造的聯合技術應用實驗室已正式投入使用。吳桐博士認為安森美的產品在迭代，客戶的產品也在迭代，聯合技術應用實驗室可以找到一個很好的品牌去匹配我們的產品，而客戶的一些需求也會影響我們的產品設計。通過聯合技術應用實驗室平臺的量產之外的深層次合作，安森美可以了解很多市場需求信息，知道客戶需要什么樣的東西，然后進行有針對性的研發，推出客戶需要的產品和解決方案。

吳桐博士最后表示現在碳化硅的量還不夠大，目前還沒有所謂的沖突，每家都在起量的階段，碳化硅的產能也在提升，車的量也在向上走，所以現在還沒有到紅海階段，大家都有機會。至少在現階段，安森美的產品性能可以幫助客戶提升車的性能，通過短期、中期、長期戰略合作關系，大家形成合力才能推動碳化硅在車上的應用。

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