11月4日，東風方面表示，旗下智新半導體實現量產碳化硅功率半導體突破，東風首批採用納米銀燒結技術的自主碳化硅功率模塊，日前從智新半導體二期產線順利下線，完成自主封裝、測試以及應用老化試驗。

智新半導體產品開發經理王民對《證券日報》記者表示，該模塊能推動新能源汽車電氣架構從400V到800V的迭代，從而實現10分鐘充電80%，並進一步提升車輛續航里程，降低整車成本。

隨着高壓快充車型不斷推出，以及碳化硅功率器件在車載電源和電驅系統產品領域應用的擴大，目前已有包括電機、電控、車載電源等領域在內的多家國產廠商積極對相關產品進行研發佈局。

作爲應用最廣的下游新能源車領域，多家車企已開始全面採用碳化硅功率模塊，特斯拉的Model3和ModelY、比亞迪漢、蔚來ET5和ET7、小鵬的G9和G6等車型相繼量產碳化硅電機控制器，整車的續航里程與加速性能都得到了顯著提升。

突破納米銀燒結技術

央企和國企汽車行業首家實現碳化硅模塊量產

“在國企和央企汽車行業，碳化硅模塊量產目前我們是第一家。這一次我們這個項目下線，標誌着東風是有自主科技創新的決心，我們希望產品的下一個開發週期會更快。”王民接受《證券日報》記者採訪表示。

公開資料顯示，智新半導體成立於2019年6月份，由東風旗下新能源動力總成開發主陣地智新科技，聯合中車時代半導體在武漢成立。旗下碳化硅模塊項目基於東風新能源“馬赫動力”新一代800V高壓平臺立項研發。

“項目於2021年進行前期開發，當時我們看到特斯拉嘗試使用碳化硅，我們也想抓住這個機會，開始只是作爲技術儲備，當年做出了A樣，到了2022年初，我們就籌劃把該項目作爲量產項目，我們處在從芯片到整車的承上啓下的環節，我們希望從研發端的芯片設計製造到模塊的設計封裝和測試到電控的應用再到電驅動的裝車，把這個環節打通，構造大循環。”王民對記者稱。

王民介紹，2022年反覆權衡和論證後，找到深圳一家做納米銀燒結的技術公司提供設備，從2022年下半年到年底，納米銀燒結工藝實現突破，完成碳化硅很好的封裝，模塊可靠性滿足了要求。

“納米銀燒結技術也被稱爲低溫連接技術，是最適合於寬禁半導體模塊封裝的界面連接技術之一，是碳化硅模塊封裝中的關鍵技術，也是目前應用最爲廣泛的技術。燒結溫度控制和壓力控制也是影響模組質量的關鍵因素。該模塊由我們東風自主知識產權的設計，跟目前所有的包括特斯拉、豐田大衆的模塊，設計都不一樣，具有完全的自主知識產權。”王民表示。

由於性能優勢，相比傳統硅基IGBT，碳化硅MOSFET在高端市場特別是新能源電驅動的應用越來越普遍。

對於碳化硅相對於IGBT的優勢，國際半導體巨頭英飛凌公開表示，碳化硅的禁帶比硅大3倍，擊穿電場高10倍，較高的擊穿電場使得碳化硅器件具有更薄的漂移層或更高的摻雜濃度，進而具有更低的導通損耗；此外，硅基IGBT因爲其擊穿電壓通常爲650V—750V間，選取的拓撲不完全相同；而由於高擊穿電壓，在高壓應用中使用碳化硅MOSFET可以採用簡化的拓撲，簡化的拓撲結構可以使得組件以及控制算法的設計工作量更少；碳化硅可用於設計如高壓MOSFET等的單極器件，理論上不產生尾電流，而碳化硅MOSFET相比於硅基IGBT擁有更低的開關損耗；此外，碳化硅器件的芯片面積更小，能夠產生更小的柵極電荷和電容，從而能夠實現更高的開關速度和更低的開關損耗。

碳化硅功率器件市場需求增長

未來或與硅基IGBT互補

在諸多優勢之下，碳化硅搭上了新能源的快車道。TrendForce集邦諮詢數據顯示，隨着越來越多車企開始在電驅系統中導入碳化硅技術，預估2022年車用碳化硅功率器件市場規模將達到10.7億美元，至2026年將攀升至39.4億美元。

“由於碳化硅器件在新能源汽車領域的巨大應用前景，汽車廠商紛紛與碳化硅龍頭企業開展合作，包括Wolfspeed與通用汽車公司、大衆集團開展合作，英飛凌與上汽集團、大衆集團開展合作等。與此同時，國內汽車廠商紛紛佈局碳化硅，包括比亞迪投資天科合達，吉利汽車與日本羅姆開展碳化硅領域合作，小鵬汽車投資瞻芯電子等等。”北京天科合達半導體股份有限公司董事、常務副總經理彭同華說。

在碳化硅產業鏈不斷深化擴張之際，行業內就一直有聲音提出：碳化硅未來是否會完全取代IGBT？

“由於技術壁壘，國內碳化硅技術目前處於起步階段，大部分設計、製造、封裝開發乃至於設備，依然被少數國外企業把控。國產碳化硅產業鏈尚不穩定，且目前價格比IGBT貴，短時間內碳化硅沒辦法完全取代IGBT。長期來看，在中高端的應用上，碳化硅逐步在替代IGBT，在低端領域會共存。”王民表示。

不過，值得關注的是，在目前整個碳化硅市場中，美、日、歐等外商仍佔據主導地位。根據Yole數據顯示，Wolfspeed、英飛凌、羅姆約佔據90%的碳化硅市場份額，其中Wolfspeed是碳化硅襯底的主要供應商，佔據了一半以上的碳化硅晶片市場。

（文章來源：證券日報）