在半(ban)導體材(cai)料中,碳化硅(gui)(SiC)憑借著高頻、高壓(ya)等優(you)勢,迅速(su)崛起成為(wei)了 5G 時代的明日之星,而讓它成為各家電子器件廠商都想爭取的香餑餑的契機,則是它在汽車領域中被各大制造商的重用。
最初是(shi)特斯拉(Tesla)在其Model 3主驅逆變器中采用了SiC器件之后,示范效應被迅速放大,隨后著名的電動方程式賽車中也在逆變器方案中用到了SiC技術,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(che)制造廠商已經開始(shi)在車載充電(dian)器(OBCs)、插電式混合動力車(che)(PHEV)和全電動汽車(ev)的逆變器中使用碳(tan)化(hua)硅元(yuan)件,由于它體積小(xiao)、重量輕、能源效率高(gao),能夠縮短充電時間、擴大電動汽車的使(shi)用范圍,因此(ci)寄(ji)希望于它能夠推動汽車的進一(yi)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尾電流和快速恢復二極管(FRD)恢復損耗引起的開關損耗(來源:Rohm)
競爭激烈,下游(you)紛(fen)紛(fen)鎖定供應商
不過(guo),許(xu)多下游用戶很快發(fa)現,碳化硅晶圓的全球產能似乎很難滿足所有人的需求。最(zui)重要的一(yi)個原因(yin)就是生產的復(fu)雜性,與硅(gui)晶圓相比,制造SiC晶圓的過程要復雜得多。這讓許(xu)多下游公司(si)不(bu)得不(bu)加強了與供應源的關系,以確保自家不(bu)會被“斷糧”。不過幸運的(de)是,包(bao)括晶圓廠(chang)在內的(de)已經有(you)許多機(ji)構意(yi)識到(dao)必須擴大(da)投資,以支持供應鏈(lian)建設。
去(qu)年(nian),與Cree、英飛凌、Littlefuse、Rohm和意法半導體(ST)一同增產的(de)還有(you)美國微芯和(he)安森美半導體(OnSemi)——微芯開(kai)始批量生產一系列SiC器件,包括700- v mosfet和700-和1200-V肖特基勢壘二極管(SBDs),而安森美(mei)則(ze)推出了由硅基(ji)IGBT和SiC SBD組成的混合共封(feng)裝。
圖片(pian)來源:Cree
據(ju)悉,安森美將從Cree的子公司Wolfspeed采購SiC晶圓,雙方已簽署一份價值逾8500萬美元的多年期協議。Cree還投資10億美元擴大其北卡羅來納州達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備制造工廠。
碳化硅(gui)也是(shi)意法半導體(ST)業務(wu)的(de)關(guan)鍵戰略(lve)組(zu)成部分,因(yin)此(ci)也一直在加強其供應鏈,如最近ST與德國埃爾蘭根的SiC晶圓制造商SiCrystal AG公司簽署了一項多年協議,將提供價值超過1.2億美元的150毫米晶圓,而SiCrystal的母(mu)公司是日本(ben)電力半(ban)導體(ti)制造(zao)商Rohm。
意法半導體(ti)公司總裁兼首席執行官讓-馬克·奇瑞是這樣描述對碳化硅動力裝置的需求增長的:“電(dian)動汽車的動力(li)半(ban)導(dao)體(ti)市場(chang)將在(zai)2025年達到30億美元,在(zai)未(wei)來10年將達到(dao)100億美元。ST打算用碳化硅來主導這一市場,我們希望能夠成為高電壓(ya)設備的領(ling)導者。”
另外,博世半導體最近宣布,其位于德國Reutlingen的晶圓廠將為汽車應用生(sheng)產SiC功率半導體。博世管理委員會成員Harald Kroeger表示:“碳化硅半導體(ti)能為電機提供更多(duo)的電力,這對駕車(che)者來說(shuo)就意味著里程(cheng)的增加。”
Cree和(he)汽車供應商ZF Friedrichshafen也(ye)已經就(jiu)在(zai)下一代電動汽車中使用基(ji)于sicc的電力逆變器達成戰略合作協議。ZF表示,它已經從幾家全球領先的汽車制造商那里接到了基于SiC的(de)電動驅動訂單。通過這次合(he)作(zuo),ZF希望能在2022年之前向市場提供SiC電動傳動系統。
來源:electronicdesign
粉體圈Coco編譯(yi)