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泰科天润:不只是替代,新能源产业推动SiC市场放量

探索科技TechSuagr | 2021/10/14 09:36

电动化浪潮之下,各类包括碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)在内的新材料及新型功率器件正突破传统材料的限制,推动着电子电力技术发展。新能源汽车行业的蓬勃发展也给半导体芯片带来机遇。去年开始受疫情影响,全球的半导体行业有些萎缩,但车规半导体市场在逆势增长,尤其是SiC市场的倍速增长。这也得益于国内半导体在第三代材料领域的深耕,为汽车厂商和主机厂提供了更多的选择。正值全球缺芯潮演变之际,中国芯片原厂处在急剧变化的市场环境之中,需在机遇与挑战里寻求突破。

2021年10月28-30日在深圳国际会展中心(宝安新馆),慕尼黑华南电子展(electronica South China)融合众多行业关键力量,强势归来!届时中国SiC功率器件产业化的倡导者之一——泰科天润半导体科技(北京)有限公司(以下简称:泰科天润)营销副总经理秋琪受邀,与探索科技(techsugar)就SiC产品的供需将如何演变,未来几年SiC行业的成长动力,以及中国第三代半导体企业将以何优势争夺市场等问题进行探讨。

SiC快速切入各个领域

SiC快速切入各应用领域。电力电子技术是以电子(弱电)为手段去控制电力(强电)的技术,使电网的工频电能最终转换成不同性质、不同用途的电能,以适应不同用电装臵的不同需求。秋琪认为,SiC适用于高频、大功率,对功率密度要求比较高的电源方向,这基本上跟电力电子发展方向一致的,电源的发展将与SiC芯片的特性紧密结合。

新知达人, 泰科天润:不只是替代,新能源产业推动SiC市场放量

今年是泰科天润在SiC芯片领域深耕的第十年,泰科天润的产品已经广泛运用于工业类如大功率LED电源、PC 电源、通信电源、光伏逆变器以及充电桩的充电模块等,车载类的电源如OBC、 DCDC等,消费类例如PD快充。

本次参展,泰科天润带来了新型超薄款的SiC封装产品,如SOD123、DFN5*6、DFN8*8等,这些新型产品相对传统的TO贴片封装,特点在于极薄,它的厚度只有1mm。DFN8*8也没有引脚,可以减少因器件封装的寄生电感过大而导致的问题。而SOD123封装的650V 1A产品更是泰科天润全球首创最小的SiC二极管。这些超薄款的新型封装非常适用于对体积要求非常严苛的电源应用领域,以取代高电压小电流的硅的Frd,解决其Trr的痛点问题。泰科天润的SiC器件650V/2A-100A,1200V/2A-50A,1700V/5A -50A,3300V/0.6A-50A等系列的产品已经投入批量生产,泰科天润是国内首家取得第三方AEC-Q101和DNV-USCG认证可靠性测试报告的SiC原厂,产品质量达到了比肩国际同行业的先进水平。

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图:泰科天润全球首创最小的SiC二极管

——650V 1A SOD12

受益于IDM模式,泰科天润的SiC产品由4寸升级至6寸,产品的性价比得到大幅度提升。在今年7月份,泰科天润6英寸SiC生产线通线,投片40工程批次以上,综合良率90%以上,9月份完成可靠性实验,批量化出货。据秋琪介绍,在横向同样的量级下,泰科天润的产品由4寸更新到6寸,性价比可以提高20%左右。

供需缺口持续,新能源或将成为最大成长动力

由于SiC处于稳定向上发展的趋势,未来几年内供需缺口会持续存在。秋琪分析到,首先未来的电源方向是小型化、轻量化,讲究高功率密度,新兴领域如电动车必须使用SiC材料。其次,从4寸到6寸乃至未来的8寸,SiC成本下降从而下沉分割硅的市场,例如泰科天润DFN8*8等便是打入市场的一款SiC产品。

未来智能化最好的载体在新能源汽车,功率器件最强大的成长动力在新能源汽车。秋琪表示,在电动车里面需要大量的汽车电子和电气的器件,它们对整机的总价值、尺寸、总量、动态性能、过载能力、耐用性 和可靠性起着十分重要的作用。硅基IGBT 作为主导型功率器件,在新能源车中应用于电动控制系统、车载空调系统、充电桩逆变器三个子系 统中,约占整车成本的 7%-10%,是除电池以外成本第二高的元件,也是决定整车能源效率的关键器件。当下IGBT芯片发展到现在能耗进一步降低已经变得非常困难,接下来人们更看好的是SiC另一方面,为了支持快充业务,以及支持更大功率密度、高可靠,需要功率器件具有更强的性能,基于SiC的新一代的汽车功率器件也将大放异彩。

IDM模式加速国产第三代半导体发展

国产从主打性价比的国产替代路线,逐渐跨入以SiC跨入硅市场的自主创新阶段。秋琪分析到,在第三代半导体方面,国内外差距没有一、二代半导体明显。她进一步解释到,就SiC二极管这一类别来说,国内外水平已经持平;在SiC Mosfet方面,国内外还有一些差距;在GaN方面,我国的GaN射频设备市场规模正在持续增长,其主要支柱以及主要增长动力为军备国防、无线通信基础设施;在硅基GaN方面,如今主要应用于消费充电头,由于消费类对成本非常敏感,以及产品自身的技术门槛低于工业类与车载类,国内外差距在不久之后将不再明显。

当前SiC器件的发展方向明确,国内原厂占据天时地利。对于国内SiC环境,秋琪分析表示,在这两年在中美贸易战、国外疫情以及东南亚封装厂的停工等外因挤压下,早年间对国内厂商持观望态度的国外厂商逐渐敞开怀抱,同时本土客户也持开放的态度与国内原厂交流。另一方面,一些国外友商跟欧美车厂之间存在深度绑定,对其他客户的供应能力下降,国内的标杆客户由于供应不够,便会考虑包括国产SiC在内的国产半导体。

IDM模式是泰科天润很大的一个优势。泰科天润总部坐落于北京,在北京和湖南分别拥有4英寸和6英寸SiC半导体工艺晶圆生产线。泰科天润作为一个IDM公司,将设计与工艺整合达到使得产品最优的结构,最优的良率。泰科天润打通了与下游客户的不断磨合、挖掘用户的使用痛点、能结合SiC材料的天然优势进行自主创新的道路。

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