近年來，SiC市場增長驚人。Yole報告預測，到2023年SiC功率市場總值將超過14億美元。SiC憑借高耐壓、低損耗、高效率等優(yōu)勢讓功率器件得以突破傳統硅的極限，在諸多領域有著不可替代的地位，尤其是在當下熱門的汽車領域。SiC在電動汽車包括電動汽車和混合動力節(jié)能汽車方面的應用最為迅猛，并且市場需求還在持續(xù)增長。這樣巨大的市場和發(fā)展?jié)摿ξ烁鞔蟀雽w廠商爭相入場布局。

近日，我愛方案網受邀參加全球知名半導體制造商羅姆（ROHM）在深圳舉辦“SiC功率元器件市場動向和羅姆產品戰(zhàn)略分享”媒體沙龍。會議上，羅姆半導體（深圳）技術中心經理蘇勇錦針對碳化硅（SiC）技術在新能源汽車市場的發(fā)展進行深入分析，并詳細介紹了羅姆在碳化硅方面的技術成果和產品戰(zhàn)略。

羅姆半導體（深圳）技術中心經理蘇勇錦

新能源汽車的三大不可逆轉趨勢

在蘇勇錦看來，新能源汽車的發(fā)展方向主要有以下三點：

一是提高行駛歷程。增加電動車里程的最有效的方法是直接把電池包的容量加大，不過整車的成本提升比較多；

二是縮短充電時間。這個最直接有效的方法是把做大充電樁的功率或者OBC的功率；

三是增大電池電壓。在高壓電池環(huán)境里能夠把充電電纜以及內部線材的重量降低，最終能讓汽車更輕，在相同的電池容量下可以跑得更遠。

這幾大發(fā)展趨勢對半導體器件會有更高的要求。蘇勇錦表示，要提升里程，其實可以通過提升OBC的效率或者主機逆變器的效率就來實現。但是硅的使用有一定的上限，提升幾十公里沒問題，但是如果要再進一步提升就會面臨極限的問題。也就是說傳統硅器件達到一定耐壓之后，硅的導硅內部、開關特性便急劇下降。

羅姆的第三代碳化硅器件正是針對此痛點進行研發(fā)生產，這些產品能夠突破傳統硅的極限，很好地滿足這么一個應用場景。

碳化硅加持，2026年大部分車型有望實現正向經濟收益

在汽車應用領域，前幾年更多的是集中在車載充電器（OBC）和降壓轉換器（DCDC）上，不過未來三到五年內，碳化硅逆變器（電控）在電控市場上將會出現爆發(fā)性的增長。羅姆預測在2021年或者是2020年，國內將會有出現一些廠家直接在主機逆變器上應用純碳化硅器件。

羅姆在新能源汽車方面的產品重點布局也從OBC和DCDC轉移到逆變器上。該公司曾經贊助一家名為“Venturi”的Formula E車隊，并為他們提供技術支持。羅姆把自家的碳化硅產品應用在他們的賽車電控系統上，使得車子的重量和尺寸得以減小，因此車子可以跑得更快更遠。

Sic逆變器是未來發(fā)展的方向，那么，對汽車廠商來說何時能實現收益呢？

Sic vs.Si逆變器的經濟收益

羅姆以2025年為時間點設計了一個關于Sic經濟收益的圖表解答了這個問題。

圖表中的藍色直線和紅色直線是所謂碳化硅優(yōu)勢的一個區(qū)分線。直線和坐標軸虛線交接處的上方代表的是給整車帶來正向經濟效益，下方則代表負向經濟效益。比如，對于電池包大于40-50K一千瓦時的車型上面，使用600安的碳化硅模塊，就可以達成正向經濟效益，而位于負經濟效益區(qū)的車型使用碳化硅產品則不會有太好的效益。

蘇勇錦解釋說，“全球各地的車型不同，Sic的經濟效益也不同。我們用紅色點表示中國車型，橙色點表示日本和韓國的車型，淡黃色點代表歐洲車型。我們可以看到，500V的車型中，到2021年可能還只有一小部分的車型能夠達到正的經濟效益，但是到了2026年，基本上80%以上的500V車型也都能達到實現正向經濟收益。顯然，隨著電池包的成本不斷下降，碳化硅的成本不斷下降，車子的經濟收益將會越來越明顯?！?/p>

押注碳化硅，羅姆強化生產保證產品長期穩(wěn)定供給

羅姆重點發(fā)展的碳化硅產品包括分立器件、全碳化硅功率模塊、芯片等等。

分立器件產品陣容分為兩大塊的產品，肖特基二極管和MOSFET。

肖特基二極管產品分為兩類，第二代和第三代。肖特基二極管第二代總共650V，從6安培到40安培，1200V，5安培到40安培。第三代JBS構造的肖特基二極管，有650V的產品，從2安培到20安培的產品。2019年，羅姆將推出第三代六英寸產品，擴充一些650V，做出1200V的產品。

MOSFET分為平面型的第二代、溝槽型第三代的產品。第二代產品基本上集中在1200V的耐壓，高的有450毫歐，最低的有80毫歐。第三代的產品線是最全的，650V、120毫歐都有，最低能做到17毫歐。1200V、160毫歐可以做到22毫歐這么一個比較權威的產品陣容。

羅姆已經于2018年完成第二代MOSFET的六英寸轉換，第三代將會在今年做一些新的封裝，比如貼片的TO-263 7PIN、TO-247 4PIN的產品。另外，羅姆還將慢慢把第三代MOSFET轉成六英寸。羅姆接下來將推出更有競爭力的第四代產品系列，產品工藝比第三代還要更先進，并朝著更低導不變和更高開關速度發(fā)展。今年可能會推出非車規(guī)的樣品，車載的工藝將在2020年左右推出。

全碳化硅功率模塊產品方面，羅姆做了三種封裝類型：C型、E型、G型。這三者的區(qū)別在于封裝尺寸的大小，尺寸越大可以容納的芯片越多，電流可以做得更大。羅姆現有的產品主要集中在1200V，最小的電流80安培，最大的電流600安培。電動構造包括半橋的，包括升壓和降壓的構造都有。

為了保證產品能長期穩(wěn)定地供給，羅姆在日本及東南亞建設工廠強化生產。比如2019年4月在日本動工建設了阿波羅工廠，該工廠主要是用在碳化硅的前工程，大概在2021年就會投入使用。

結語

事實上，羅姆早在2000年就開始研究碳化硅，真正取得實質性進展是2009年。這一年，羅姆全資收購了歐洲最大的一個碳化硅晶圓廠家SiCrystal。從此，羅姆從晶棒到晶圓再到封測，開始實現一條龍生產體系。2010年，羅姆量產了碳化硅的肖特基，全球首發(fā)碳化硅的MOS產品。2012年，羅姆全球首發(fā)全碳化硅的功率模塊。

目前能做到一條龍生產體系的廠家在全球也是寥寥無幾，羅姆是其中的一家。正是這種具備垂直整合生產的能力成為羅姆后期發(fā)展的一大優(yōu)勢。

羅姆過去一年(2018年4月-2019年的3月)的銷售額約為4000億日幣。其中，汽車電子跟工控設備的營業(yè)額占47%，預測該比例將會在2020年超過50%，這剛好符合羅姆的市場戰(zhàn)略，即重點發(fā)展汽車電子以及工控市場。SiC對這兩個市場發(fā)展的重要性不言而喻，因此，發(fā)展SiC是羅姆押注這兩個市場的關鍵，尤其是汽車電子市場。而中國作為一個新能源汽車發(fā)展大國，毫無疑問將會被羅姆作為重點市場來開拓和發(fā)展。