自從2016年4月,，特斯拉打響了SiC MOSFET的第一槍之后，SiC成為半導(dǎo)體廠商激烈涌進(jìn)的熱門賽道,，SiC也在加速進(jìn)入汽車,。近來，我們發(fā)現(xiàn)有越來越多的車廠陸續(xù)開始與SiC廠商簽訂合作,，尤其是此次“缺芯”帶來的重?fù)簟?/p>

　　他們都與哪些SiC企業(yè)合作呢,？這就要看下全球SiC產(chǎn)業(yè)的格局。當(dāng)下SiC主要由歐美日把持,，美國全球獨(dú)大,，全球SiC產(chǎn)量大部分來自于美國的Cree、Ⅱ-Ⅵ,；歐洲則以SiC襯底,、外延、器件為主,，代表公司有英飛凌,、意法半導(dǎo)體等,；日本在設(shè)備和模塊方面較具優(yōu)勢，典型企業(yè)有羅姆,、三菱電機(jī),、富士電機(jī)等。這些實(shí)力較為雄厚的SiC大廠成為車廠所依賴的對(duì)象,。還包括一些Tier 1的大廠,，如博世、德國大陸等,，這些Tier 1廠商都紛紛推出了電驅(qū)動(dòng)模塊,，且部分已經(jīng)量產(chǎn)落地，憑借自身在機(jī)械制造領(lǐng)域的深厚經(jīng)驗(yàn),，在電機(jī),、減速器領(lǐng)域的優(yōu)勢較為明顯。而國內(nèi)的一些SiC企業(yè)也開始加入這個(gè)行列,，漸漸分得一杯羹,。

　　抱緊SiC巨頭的大腿

　　近日，Wolfspeed（前身為 Cree）宣布,，公司已經(jīng)與通用達(dá)成了SiC供應(yīng)協(xié)議,。根據(jù)協(xié)議，通用汽車打算在其基于 Ultium Drive 的下一代電動(dòng)汽車中轉(zhuǎn)向更節(jié)能的碳化硅電力電子設(shè)備,。作為協(xié)議的一部分，通用汽車將參與Wolfspeed供應(yīng)保證計(jì)劃 （WS AoSP）,，旨在為電動(dòng)汽車生產(chǎn)提供國內(nèi),、可持續(xù)和可擴(kuò)展的材料。協(xié)議指出,，通用所需的碳化硅功率器件解決方案將在國內(nèi)采購,，在 Wolfspeed 位于紐約馬西的新莫霍克谷工廠生產(chǎn)。

　　而在此之前,，2019年5月,，Cree 宣布就被大眾選為“未來汽車供應(yīng)軌跡”的碳化硅合作伙伴；此外,，英飛凌也是大眾FAST項(xiàng)目戰(zhàn)略合作伙伴,，他們的合作點(diǎn)集中在大眾MEB電力驅(qū)動(dòng)控制解決方案中的功率模塊。

　　據(jù)悉Wolfspeed已經(jīng)在多個(gè)行業(yè)達(dá)成了總額超過 13 億美元的多年長期材料協(xié)議,，憑借總額超過 150 億美元的器件管道（pipeline）,，以及比之前的設(shè)施計(jì)劃大 30 倍的產(chǎn)能增加。Wolfspeed正在推進(jìn)多個(gè)產(chǎn)業(yè)從Si到SiC的重要轉(zhuǎn)型,。

　　Wolfspeed這個(gè)名字是Cree最近修改的,，在過去六年中它是該公司的碳化硅材料品牌,，Wolfspeed 的名字“既體現(xiàn)了狼的高貴品質(zhì)——領(lǐng)導(dǎo)力、智慧和耐力——以及速度,，其特點(diǎn)是公司創(chuàng)新和運(yùn)營的速度……”,。Cree這幾年陸續(xù)剝離了三分之二的業(yè)務(wù)，將重心放在了SiC技術(shù)和生產(chǎn)上,。

　　據(jù)Wolfspeed 晶圓廠運(yùn)營高級(jí)副總裁 Rex Felton 表示,，“無論何時(shí)你與三大汽車制造商達(dá)成任何部分的協(xié)議，這種承諾都代表著一大步,，” Felton稱,。“這證明了該行業(yè)致力于提供非常創(chuàng)新的電氣化解決方案,，而碳化硅是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的核心,。”“我們已經(jīng)在用汽車產(chǎn)品填充工廠的產(chǎn)能道路上走得很好,，但這對(duì)于完全填滿它,，我們還有很長的路要走，”Felton 說,?！岸椅艺J(rèn)為肯定會(huì)引起更多行業(yè)參與者對(duì)我們碳化硅解決方案的關(guān)注?！?/p>

　　據(jù)悉,，碳化硅功率器件解決方案將在Wolfspeed 位于紐約馬西的具有200 毫米能力的莫霍克谷工廠生產(chǎn)，這是世界上最大的碳化硅制造工廠,。這個(gè)最先進(jìn)的工廠將于 2022 年初啟動(dòng),。

　　再往前追溯，從1980年代起,，豐田旗下的豐田中央研究所就開始和電裝共同推進(jìn)SiC的研究,，2007年豐田開始參與到開發(fā)中。去年4月,，電裝和豐田合資成立MIRISE,，進(jìn)行下一代先進(jìn)車載半導(dǎo)體的研究和開發(fā)。

　　豐田認(rèn)為,，影響混合動(dòng)力車燃效的各因素中,，大約20％的電力損耗是功率半導(dǎo)體造成的。因此,，功率半導(dǎo)體的高效率化是提高燃效的關(guān)鍵技術(shù)之一,。自主開發(fā)功率半導(dǎo)體，提高車輛的效率，非常必要,。這幾年,，豐田也正在將主要電子元件業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到電裝。此舉足以顯示出他們對(duì)車載半導(dǎo)體的重視,。

　　2018年3月,，上汽和英飛凌成立合資企業(yè)上汽英飛凌汽車功率半導(dǎo)體（上海）有限公司；此后也有外媒報(bào)道,，上汽正在探索如何確保其碳化硅芯片供應(yīng)途徑,，包括與零組件制造商組建合資企業(yè)。

　　2019年9月,，意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）被選中為即將上市的電動(dòng)汽車中的雷諾-日產(chǎn)-三菱（聯(lián)盟）提供高效碳化硅（SiC）電力電子設(shè)備,，用于車載充電器（OBC）。作為雷諾-日產(chǎn)-三菱選擇的SiC技術(shù)合作伙伴,，ST將提供設(shè)計(jì)支持,，以幫助最大化OBC性能和可靠性。

　　2021年6月,，雷諾集團(tuán)和意法半導(dǎo)體又宣布,，雙方達(dá)成了戰(zhàn)略合作，意法半導(dǎo)體將確保在2026-2030年滿足雷諾的寬禁帶（第三代半導(dǎo)體）器件產(chǎn)量需求,。同時(shí),，雙方還將合作開發(fā)高效、尺寸合適的SiC（碳化硅）和GaN（氮化鎵）技術(shù)和產(chǎn)品,，以提高電動(dòng)和混動(dòng)汽車的功率性能,。

　　2021年8月，羅姆透露,，已與中國汽車大型企業(yè)吉利汽車在節(jié)能性高的新一代半導(dǎo)體領(lǐng)域展開技術(shù)合作,。據(jù)稱，吉利將在目前處于開發(fā)階段的純電動(dòng)汽車（EV）的核心系統(tǒng)中采用羅姆生產(chǎn)的新一代半導(dǎo)體,，另外雙方今后還將在該領(lǐng)域推進(jìn)共同開發(fā)。早在2020年2月,，日本電動(dòng)汽車企業(yè)GLM 宣布,，與羅姆開發(fā)碳化硅800V系統(tǒng)。本田汽車公司,、日產(chǎn)汽車公司也均和羅姆公司就HEV／EV應(yīng)用SiC半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)行了多年的合作研究,。

　　Tier 1廠商也成為香餑餑

　　而除了這些傳統(tǒng)的SiC巨頭，汽車Tier 1廠商也成為車企的合作對(duì)象,。譬如博世于2019年10月在德國正式宣布其開始碳化硅相關(guān)業(yè)務(wù),，生產(chǎn)基地位于德國羅伊特林根，主要來生產(chǎn)碳化硅的晶圓以及MOSFET,。德國大陸集團(tuán)子公司Vitesco Technologies（緯湃）在電控領(lǐng)域,、電子領(lǐng)域有很多產(chǎn)品都是市場份額前三,。

　　2021年3月25日，德國緯湃宣布,，獲得現(xiàn)代汽車一份訂單,，價(jià)值“數(shù)億歐元（超過7億人民幣）”，將為現(xiàn)代提供800V碳化硅逆變器,。據(jù)該公司介紹,，這是該技術(shù)首次“大量”成為主流，與傳統(tǒng)的400v系統(tǒng)相比,，它提高了效率,、充電功率和充電時(shí)間（大多數(shù)情況下僅為20分鐘）。如果這種向更高電壓系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變成功,，我們可能很快就會(huì)看到更多制造商逐漸轉(zhuǎn)向 800 V 標(biāo)稱電壓,。

　　緯湃科技首選羅姆半導(dǎo)體作為碳化硅（SiC）功率器件合作伙伴，緯湃科技計(jì)劃從2025年開始量產(chǎn)首臺(tái)碳化硅逆變器,，屆時(shí)市場對(duì)碳化硅解決方案的需求預(yù)計(jì)大幅提升,。

　　2021年4月21日，江淮汽車與博世簽訂了碳化硅逆變器等方面戰(zhàn)略協(xié)議,。雙方就400V和800V電驅(qū)系統(tǒng),、碳化硅逆變器和電驅(qū)橋全方面開展交流合作。針對(duì)400V高速單減系統(tǒng)匹配純電輕卡項(xiàng)目在2021年雙方共同開發(fā)協(xié)作,，爭取2021年年底具備小批量投放市場條件,。

　　博世從1970年開始就已經(jīng)在做半導(dǎo)體相關(guān)的產(chǎn)品。在汽車領(lǐng)域,，從最初的ASICS,，到傳感器再到功率半導(dǎo)體，以及到最新的碳化硅的功率半導(dǎo)體,，博世正在逐漸壯大自己,，此次缺芯，博世也深感危機(jī),，投資10億歐元自建12英寸晶圓廠,，主要生產(chǎn)專用集成電路（ASICs）和功率半導(dǎo)體產(chǎn)品，工藝節(jié)點(diǎn)主要在65nm,。

　　國產(chǎn)SiC廠商嶄露頭角

　　面對(duì)如此龐大的需求,，在國內(nèi)車企的大力支持和勇敢試錯(cuò)的情況下，國內(nèi)SiC廠商也被推上了潮頭,。

　　2016年12月,，北汽新能源與中車時(shí)代簽署戰(zhàn)略協(xié)議，重點(diǎn)圍繞IGBT模塊、碳化硅等技術(shù)進(jìn)行合作,。目前中車時(shí)代電氣域建有6英寸SiC（碳化硅）的產(chǎn)業(yè)化基地,，據(jù)《湖南日?qǐng)?bào)》報(bào)道，中車時(shí)代電氣擁有目前國際SiC（碳化硅）芯片生產(chǎn)線的最高標(biāo)準(zhǔn),。

　　2020年9月29日,，三安集成與金龍新能源簽署戰(zhàn)略協(xié)議，共同推進(jìn)碳化硅功率器件在新能源客車電機(jī)控制器,、輔驅(qū)控制器的樣機(jī)試制以及批量應(yīng)用,。今年6月23日，三安光電宣布總投資160億元的湖南三安半導(dǎo)體基地一期項(xiàng)目正式點(diǎn)亮投產(chǎn),，將打造國內(nèi)首條,、全球第三條碳化硅垂直整合產(chǎn)業(yè)鏈。據(jù)悉,，該產(chǎn)線可月產(chǎn)3萬片6英寸碳化硅晶圓,。

　　2020年11月18日，精進(jìn)電動(dòng)發(fā)布了車用碳化硅控制器,，并透露獲得了大眾TRATON的批量訂單,；其自主研發(fā)的碳化硅（SiC）控制器具有高開關(guān)頻率，高效率,，高功率密度等優(yōu)點(diǎn),。并采用精進(jìn)電動(dòng)的最新輔助電源系統(tǒng)專利技術(shù)。此功能可確保在24V低壓丟失時(shí)車輛安全行駛,。該產(chǎn)品適用于中,、高電壓等級(jí)的乘用車、商用車以及物流車等,。

　　另外,，據(jù)基本半導(dǎo)體總經(jīng)理和巍巍在2020年透露，他們和一汽,、北汽,、華域、藍(lán)海華騰進(jìn)行合作,。其車規(guī)級(jí)碳化硅模塊在2019年第四季度已開始上車測試,；2021年，廣東芯聚能半導(dǎo)體有限公司總裁周曉陽表示,，國產(chǎn)新能源車開始引入碳化硅MOSFET到主驅(qū)上,，反應(yīng)良好,。

　　結(jié)語

　　很顯然,，現(xiàn)在碳化硅已經(jīng)成為了國內(nèi)外車廠的布局重點(diǎn)，相信未來會(huì)有很多車企將加強(qiáng)與SiC廠商的合作，例如小鵬汽車希望與產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴,，共同推進(jìn)碳化硅在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的標(biāo)準(zhǔn)化,；理想汽車創(chuàng)始人、董事長兼CEO李想曾表示,，碳化硅電驅(qū)系統(tǒng)是理想汽車高壓純電平臺(tái)的四個(gè)核心技術(shù)之一,。在新能源車爆火的今天，碳化硅已經(jīng)徹底被推向了技術(shù)浪潮的巔峰,。