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东芝碳化硅芯片产能扩大10倍 电动汽车成主要驱动力!

发布日期:2021-12-09 浏览次数:2178 作者:网络
 近年来,电动汽车产销量不断增长,同时越来越多车企将碳化硅产品用于电动汽车上,碳化硅功率半导体的未来市场被极度看好,为此,近日博世、东芝、罗姆等厂商纷纷表示,将大量扩大碳化硅功率半导体的产能。

东芝计划扩大10倍产能

 

东芝半导体事业子公司东芝电子元件及储存装置,计划在2023年将旗下姬路半导体工厂的SiC功率半导体产量扩增至2020年度的3倍,在2025年度进一步扩增到10倍,东芝半导体的目标是最迟在2030年取得全球10%以上的市场份额。

罗姆目前在碳化硅市场已经占据不少份额,未来还将投资约28亿人民币扩大产能,计划在2025年将产能提高到现在的5倍以上,目前罗姆位于福冈县筑后市的工厂已盖好碳化硅新厂房,计划2022年启用,罗姆的目标是在早期内将全球市场份额从现在的20%提升到30%。

除了东芝、罗姆,博世也有扩产规划,日前该公司发消息称,经过多年研发,公司目前准备开始大规模量产碳化硅功率半导体。博世表示,得益于电动汽车的蓬勃发展,博世接到了相当多碳化硅半导体订单。未来还将继续扩大产能,计划将产出提高到上亿颗的水平。

为满足相关的产能需求,博世今年已经在罗伊特林根晶圆工厂增建了1000平方米无尘车间,另外该公司计划到2023年底,还将新建3000平方米无尘车间。

新能源汽车成主要驱动力

 

近年来,新能源汽车快速成长,日前中国科学院院士欧阳明高在某会议上表示,2021年新能源汽车销量和渗透率逐月提升,新能源汽车市场化进入爆发式增长新阶段。

同时自特斯拉率先在Model 3上采用碳化硅产品之后,越来越多车企在电动汽车上使用碳化硅产品,包括比亚迪、蔚来、通用、丰田、小鹏、一汽等。

新能源汽车产销量增长,及碳化硅功率半导体被更多的应用在电动汽车上,都给功率半导体带来较大的市场增长,根据Yole的数据,2020年全球碳化硅市场规模为5.64亿美元,预计到2025年将超过25亿美元,每年增速达到30%。

碳化硅主要被用于新能源汽车的主逆变器、车载充电器、DC-DC上,这也被认为是碳化硅市场增长的主要驱动力,有数据显示,到2025年碳化硅在该领域的市场份额预计将达到62%。

为什么相对于硅基半导体,碳化硅功率半导体对电动汽车性能的提升作用更大?英飞凌之前发布过一篇文章,对此进行了全面的分析:首先是功率密度的提高,汽车空间非常小,所以提高功率密度是未来趋势,SiC器件的特性不仅使功率半导体的封装,相比较硅的方案更小,而且使与功率器件配套的无源器件和散热器都做得更小。

其次是系统效率的提高,比如用在主逆变器里面,用碳化硅模块和IGBT模块相比可以提高大概5%的系统效率,对于整车厂有两个选择:第一,用相同的电池容量,续航里程可以提高5%;第二,如果设计相同的续航里程,电池容量可以减5%。比如Model 3大概是80度的电池,5%就是4度电,每次充电节省4度电,一年节约下来的成本还是比较可观的,不过这里还需要考虑碳化硅模块会比IGBT贵一些。

最后碳化硅还有一个重要的优势,就是非常适合高压的应用。一些充电桩运营商已经把充电桩的电压提高到了800V,以后的高压直流充电桩里面也是用的高压,在这些高压的应用里,以后碳化硅,特别是高压的1200V的碳化硅比硅会更有优势。

提前扩产把握市场先机

 

虽然碳化硅功率半导体未来有很大的市场空间,而当前碳化硅产业化还处于初期阶段,因为相比于硅材料,碳化硅功率半导体的良率还比较低,成本比较高。

并且目前全球碳化硅产能也比较少,可以说相对于未来电动汽车快速增长带来的市场增量,存在很大的不足,电子发烧友之前在一篇文章中写到过,当前全球SiC晶圆产能大约只有40到60万片,如果特斯拉在2022年交付辆达到100万辆,这些产能相当于只够特斯拉使用。

现在开始规划扩产可以说是相当合适的时机,一是新能源汽车市场开始进入爆发阶段,碳化硅未来的市场需求毫无疑问会随之提升,二是当前碳化硅产能严重不足,提前规划产能,便可以提前抢攻市场。

除了东芝、罗姆、博世等,目前国内也在加大这方面的投入,比如,华润微的6英寸商用碳化硅晶圆生产线已经正式量产,今年6月三安集成落成了碳化硅晶圆36万片/年工厂等。
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