廣東愛(ài)晟電子科技有限公司生產(chǎn)的IGBT熱敏芯片,在IGBT模塊中起到溫度控制和溫度監(jiān)測(cè)的作用,能有效地幫助IGBT模塊在電動(dòng)汽車(chē)中安全、穩(wěn)定地運(yùn)作。
由于中國(guó)市場(chǎng)的IGBT模塊和芯片和長(zhǎng)期依賴國(guó)外進(jìn)口,因此自2005年開(kāi)始,大量海外IGBT人才紛紛回國(guó)投入國(guó)產(chǎn)IGBT模塊和芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,目前已經(jīng)形成一定規(guī)模的IGBT產(chǎn)業(yè)鏈體系。IGBT產(chǎn)業(yè)如今主要有三種商業(yè)模式:
一、Fabless(無(wú)晶圓廠)模式,是指只負(fù)責(zé)芯片的電路設(shè)計(jì)與銷(xiāo)售,將具體生產(chǎn)環(huán)節(jié)外包的公司。
二、封裝模式,指購(gòu)買(mǎi)芯片自主封裝的商業(yè)模式。
三、IDM(Integrated Device Manufacture,集成器件制造)模式,是指集芯片設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)多個(gè)環(huán)節(jié)于一身的公司。
由于電動(dòng)汽車(chē)的持續(xù)發(fā)展,作為關(guān)鍵器件的IGBT一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。面對(duì)市場(chǎng)的強(qiáng)勁需求,各IGBT廠商加大了投融資和生產(chǎn)布局。在技術(shù)方面,在電池容量成為電動(dòng)汽車(chē)瓶頸問(wèn)題的背景下,提高充電功率和效率,節(jié)省行車(chē)過(guò)程中的能耗等問(wèn)題是提升電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航能力的有效途徑。因此,常規(guī)車(chē)用硅基功率器件均具備被第三代半導(dǎo)體功率器件替代的可能性。
SiC是第三代半導(dǎo)體材料的代表。由于SiC具有高耐壓、低損耗、高效率等特性,可以讓功率器件突破硅的限制,帶來(lái)更好的導(dǎo)電性和電力性能。這些特性的提高,正與汽車(chē)電子、工業(yè)自動(dòng)化以及新能源等領(lǐng)域的需求相契合。于是,各大廠商紛紛在SiC上布局。全球SiC產(chǎn)業(yè)格局呈現(xiàn)美國(guó)、歐洲、日本三足鼎立的態(tài)勢(shì),其中美國(guó)全球獨(dú)大。全球SiC產(chǎn)量的70%~80%來(lái)自美國(guó)公司;歐洲擁有完整的SiC襯底、外延、器件以及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈。
雖然SiC是長(zhǎng)期趨勢(shì),但是SiC MOSFET短期內(nèi)難以取代IGBT模塊。SiC在磊晶制作上有材料應(yīng)力的不一致性,造成晶圓尺寸在放大時(shí)磊晶層接合面應(yīng)力會(huì)超出拉伸極限,導(dǎo)致晶格損壞,降低了產(chǎn)品良品率。因此,目前SiC芯片成品率低,晶圓尺寸主流仍維持4寸或6寸,無(wú)法取得大尺寸晶圓成本優(yōu)勢(shì),生產(chǎn)成本過(guò)高。同等級(jí)別的SiC MOSFET,其成本是Si IGBT的8~12倍,而車(chē)用領(lǐng)域SiC解決方案的整體成本相比傳統(tǒng)Si IGBT則高出約300美元。當(dāng)前制約SiC器件發(fā)展的主要因素在于其高昂的價(jià)格,而成本的主要決定因素是襯底和晶圓尺寸。未來(lái)隨著技術(shù)的發(fā)展,襯底的成本將會(huì)慢慢下降,晶圓的尺寸也會(huì)越做越大,價(jià)格也會(huì)慢慢下降。
參考數(shù)據(jù):
微信公眾號(hào) 佐思汽車(chē)研究《汽車(chē)IGBT研究:電動(dòng)車(chē)IGBT市場(chǎng)份額和發(fā)展趨勢(shì)綜述》