4月7日，中國汽車芯片產業創新戰略聯盟功率半導體分會在長沙成立，將加快汽車功率芯片的國產化。在成立大會暨汽車功率芯片發展研討會期間，第一財經記者獲悉，汽車結構性缺芯給國產芯片帶來機會，降本提質是國產功率芯片尤其是碳化硅功率半導體“上車”的關鍵；三安光電用于電動車主驅的碳化硅功率半導體有望今年四季度正式“上車”。

汽車結構性缺芯給國產芯片帶來機會

有行業專家向第一財經記者表示，一輛電動車如果前驅與后驅都用功率半導體，功率半導體約占電機控制器的成本50%。奇瑞汽車研發總院芯片規劃總監郭宇輝告訴第一財經記者，功率半導體，包括IGBT、碳化硅（SiC）功率半導體；業內共識是，20萬元以內的電動車用IGBT，20萬元以上的電動車用碳化硅功率半導體；碳化硅功率半導體損耗小、耐高壓、耐高溫，是功率半導體的未來發展方向之一。

郭宇輝說，目前汽車業仍結構性缺芯，比如，電源類、控制類、通信類、計算類、功率類的芯片均緊缺。像碳化硅芯片項目投資建設期需18-24個月，去年有許多碳化硅項目的投資，要2025年才會釋放產能，預計2025年碳化硅功率半導體的緊缺狀況才會得到緩解。

今年，奇瑞汽車在功率半導體方面，會盡力保障供應鏈安全，國產化是解決缺芯風險的辦法之一。郭宇輝說，目前，國內的碳化硅供應商，還沒有大規模供應車規產品。加工硅要1500°C，加工碳化硅要2500°C；硅基襯底制作時間是兩三天，碳化硅襯底制作時間是兩三周。碳化硅器件的工藝要求高，所以成本約是硅基器件的數倍。現在，碳化硅功率半導體的生產工藝還不夠成熟，良率不是很高，成本較高，未來成本一定要降下來。

作為國內主要的碳化硅供應商之一，三安半導體投資160億元的長沙碳化硅全產業鏈工廠，2021年6月一期工程投產，6英寸碳化硅晶圓產能爬坡至15000片/月，二期工程預計2023年完工，達產后年產能50萬片6英寸碳化硅晶圓。三安半導體銷售副總經理張真榕向第一財經記者表示，三安將抓住2024年、2025年汽車業結構性缺芯的機會，加快推進國產碳化硅“上車”進程，三安用于主驅的碳化硅功率半導體有望2023年四季度正式“上車”。

國內另一家碳化硅器件提供商泰科天潤的相關負責人也說，“上車”是功率半導體企業想努力達成的目標。中國汽車芯片產業創新戰略聯盟功率半導體分會的成立，將為車用功率半導體的國產化創造更好條件，希望同行共同努力，也希望得到整車廠更多支持。

降低成本是國產碳化硅器件上車關鍵

一汽研發總院功率電子開發部部長趙永強說，傳統汽車時代，新車開發要45個月；數字化時代，新車開發要18-24個月，因此芯片、模塊、電驅、整車開發需要同步進行，需要整車廠與半導體廠深度協同。“SiC處于汽車應用的起步階段，需不斷提升SiC功率器件的生產制造良品率，滿足車規級量產質量要求；SiC應用于車輛屬于系統工程，需要整車、零部件、原材料生產企業的全產業鏈共同合作。”他呼吁，中國整車同行給國產半導體試錯中改進的機會。

據行業跟蹤數據，國外Wolfspeed、英飛凌、安森美、意法半導體和羅姆等在碳化硅芯片方面占據優勢，國產SiC芯片在整車上應用的規模較小且產業鏈仍不成熟；國內嘉興斯達、中車微電子、比亞迪微電子、三安半導體等半導體企業，在SiC模塊封裝方面開始形成規模，量產推廣速度加快。SiC模塊的成本有望在2025年降到同規格IGBT的1.5~2倍，采用SiC技術的汽車電機控制器的占比將逐步增加。

如何降低成本、穩定質量，是國產碳化硅功率半導體在車上大規模應用的關鍵。張真榕說，碳化硅襯底目前占碳化硅芯片成本的約60%，因此降低襯底成本是重點。而現在碳化硅襯底的生產工藝還有三個瓶頸：一是晶體質量，二是長晶效率，三是切磨拋的損耗，這是行業內各家企業都在努力攻克的難關。隨著產業化推進和產學研合作，未來有很大降本空間。

“從三安光電自身的產業經驗看，LED芯片比20年前降價了95%。碳化硅芯片預計每年成本也會下降5-8個百分點。”張真榕說，主要方法，一是通過技術創新，提高效率和良率；二是規模化生產；三是設備、材料國產化。如，碳化硅晶錠在長晶爐里15-20天長3.5厘米，如果長5厘米，效率將更高。目前，長晶爐等設備已實現國產化。“未來三到五年窗口期，會給國內裝備提供平等機會。”

行業呼喚標準完善以及避免盲目投資

博世中國執行副總裁徐大全說，博世是汽車碳化硅器件的生產商、需求商，現在問題是未來兩三年產能嚴重不足，國際大芯片企業都在投資，更多投資在國外。中國是全球最大的新能源汽車市場，博世也在尋找合作伙伴，在中國市場布局，形成一定的戰略合作關系。功率半導體分會的成立，搭建了生產制造商與各界溝通的平臺，因為碳化硅項目投資巨大、回報周期較長，需要政策支持、標準統一、避免盲目擴張。“如果建太多廠，中間一定會有浪費。建議政府把相關投資控制在一定數量，否則大家全面開花，未來會自己把自己打敗。”

對于碳化硅的缺口，張真榕也援引公開數據說，2025年全世界2000萬輛新能源汽車，如果B級以上車型15%-30%使用碳化硅功率半導體，那么碳化硅的缺口預計將達到150萬-300萬片6英寸晶圓。大家沖著這個缺口，拼命擴產。但是，國產碳化硅功率半導體真正有效產出、達到車規級質量標準的不多，中低端的碳化硅功率半導體存在產能過剩的風險。

在避免盲目擴張的呼聲之外，盡快完善汽車功率半導體的標準，也是業界熱切期盼的。士蘭微功率模塊業務相關負責人說，現在每家車廠需要的功率器件“百花齊放”，讓供應商的研發力量不能集中，能否讓汽車功率芯片、封裝的標準趨同，有利于集中精力辦大事。

比亞迪汽車副總工程師劉源說，希望國內對汽車功率芯片有檢測、驗證的完整體系，比亞迪將參與標準制定，一起把國內功率芯片用在車上，打造具有自主知識產權的生態鏈。“建議‘分會’成立后，一是打通材料、設備等產業鏈，二是明確標準制訂路線圖，逐步把汽車功率半導體的團體標準，推進為行業標準，再到國家標準。”斯達半導體相關人士也說。

中國汽車芯片產業創新戰略聯盟功率半導體分會的理事長董揚表示，成立功率半導體分會就是為了建立產業生態，打通標準制訂、檢測認證等各個環節，相信中國汽車功率半導體行業將會迎來大發展的機會。

來源：第一財經