能源新闻网讯，12月5日-6日，由中国汽车工业协会和中国电子科技集团有限公司共同主办的“2023全球汽车芯片创新大会暨第二届中国汽车芯片高峰论坛”在无锡举办。本届芯片大会以“共享中国机遇•共谋创新发展•共赢产业未来”为主题，设置了“1场高层峰会、1场主旨论坛、4场主题论坛”共6场会议。其中，在12月6日下午举办的“主题论坛二：新能源汽车‘芯’动态”上，上汽英飞凌汽车功率半导体(上海)有限公司总经理陶青发表精彩演讲。

以下内容为现场演讲实录：

各位嘉宾大家好，我来自上汽英飞凌，我们公司的主要产品是新能源汽车驱动系统用的功率模块，就是刚才王总说的半导体里面的分离器件里的功率产品。

由于现在的客户对高续航里程和快充都有普遍的需求，所以越来越多的新能源车企把碳化硅作为新的材料应用到电驱动系统中，今天我想就碳化硅的应用前景、英飞凌对碳化硅采取的策略、以及我们上汽英飞凌作为一家本土的企业，如何更好地满足中国市场客户需求，这三方面来进行简单的阐述。

首先，关于碳化硅应用于功率器件的发展方向我们是这样看的，不同的应用场景对功率半导体有着不同的要求。目前市场上的功率半导体主要基于三种材料，他们分别适用于不同的开关频率和功率需求。

硅支持较高的开关频率和较大的功率，适用的器件范围最广，并且成本最低，是目前主流的技术方案。

碳化硅支持更高的开关频率和更大的功率，但受制于成本因素，目前主要应用于对系统效率有明显提升的领域。

氮化镓支持最高的开关频率，但无法满足大功率的需求，所以目前应用的领域主要集中在小功率器件，未来如能突破功率限制，将会有更为广泛的应用前景。

所以综合来看，从材料的特性出发，我们认为基于碳化硅的功率器件将是未来几年重要的发展方向之一。

虽然目前新能源汽车主驱系统的功率器件仍以IGBT为主，但我们已经看到800V以及碳化硅的渗透率在逐步提高，我们预测在2028年采用碳化硅的纯电车型数量将超过采用IGBT的纯电车型的数量。预计2033年将有40%的纯电车型主驱系统采用800V高压平台，而800V高压平台中80%将采用碳化硅器件。加上400V的碳化硅，我们预计在2033年碳化硅器件在纯电车型的渗透率将达到60%以上。

在需求旺盛的同时，碳化硅器件的供应却相对紧张，主要原因是相对于硅，碳化硅器件的生产难度更高，生产效率更低，而生产成本也更高。

以晶锭为例，硅一般可以在72小时内拉伸出2米的晶柱，而碳化硅需要168小时才能完成约40毫米的晶柱生长，而且碳化硅晶柱生长需要耗费大量的电力，成本高昂，因此如何提高晶锭的利用率变得非常重要。

以晶圆为例，碳化硅材料的硬度相当于钻石，因而SiC晶圆加工的难度非常高，加工周期长，良率低。而且单个碳化硅芯片的面积普遍只有20-30平方毫米，因此，碳化硅模块一般都需要采取多芯片并联的方式，对于多芯片并联而言，芯片之间的开关特性参数，比如VTH、GOX、Rdson等指标的一致性就非常重要。但是由于SiC晶圆加工的难度大，这些指标很难做到高一致性，特别是对于沟槽工艺来说，难度会更大。因此如何提高芯片之间的一致性是影响碳化硅今后大规模应用的重要课题。

综上所述，碳化硅器件如要进行大规模的推广，还需要解决成本和质量的双重难题，以上是我们对车规碳化硅半导体应用前景的判断。

接下来我介绍一下英飞凌在碳化硅方面的策略。2022年英飞凌在全球汽车半导体市场市占率排名第一，除了大家熟知的明星产品MCU、闪存IC之外，英飞凌在功率半导体领域的市场份额常年稳居第一，积极助力新能源汽车的发展。

从1992年开始，英飞凌就启动了碳化硅器件的研发，迄今超过30年。2001年英飞凌开发出全球第一款商用碳化硅器件，2017年英飞凌第一款车规碳化硅Mosfet器件Coolsic批量投产，目前英飞凌还在不断优化车规碳化硅器件的各项性能指标，以期为客户提供更为可靠的解决方案。

为了给客户提供更为可靠的碳化硅的车用产品，英飞凌从原材料、晶圆、封装和应用四个领域做了以下工作：

首先，在原材料维度，英飞凌收购了拥有冷切割专利技术的Siltectra公司，并将此技术应用到晶锭的切割工艺中，可极大降低损耗，提高晶锭的利用率，有效增加晶圆的产出。这项优势在八英寸的产品上更为明显。同时，英飞凌采用多家供应商的策略来确保原材料的供应，迄今为止已经认证了4家碳化硅晶锭和基材供应商，其中也包括国内的供应商，还有更多的供应商正在评估过程中。

其次，从晶圆维度，英飞凌聚焦沟槽工艺，沟槽工艺的生产工艺复杂，但是芯片的性能潜力大，从IGBT的发展路径看，沟槽工艺非常适合功率器件的设计。目前业内大部分友商采用的是平面工艺，但从市场信息看，几乎所有的友商都在推出基于沟槽工艺的下一代产品。而英飞凌早在七年前就已开始车规级沟槽工艺的规模化应用，通过每年持续的大规模的研发投入和成熟的工艺控制，已经积累了大量的经验和数据，在芯片性能和一致性方面有较好的表现。

再次，从封装维度，英飞凌研发了一系列领先的封装方案，其中二代HPD封装可以更好地发挥碳化硅的性能优势，还有独特的.XT技术可进一步提高器件的功率密度。

最后，从应用维度，英飞凌拥有最为全面的车规器件品类，并且在功率器件上积累了数十年的经验，因此基于这两点优势，英飞凌可为客户提供更具性价比的系统解决方案。

截止目前，英飞凌的一代车规碳化硅模块已实现近百万台的出货，以稳定可靠的质量表现帮助多家客户实现了高压平台的建设，获得了市场的认可。为了最大程度地满足客户的需求，英飞凌即将推出二代车规碳化硅产品，以更优的性能，更为丰富的封装形式，给客户提供更多更好的选择。

HPD封装作为目前IGBT模块市场上最主流的封装形式具有极高的可替代性以及低成本的优势，因此，英飞凌二代碳化硅产品中的框架式全桥模块采用了新一代的HPD封装，与原有IGBT的HPD模块的形成同封装设计，可帮助客户实现硅与碳化硅之间的无缝切换。同时，新一代HPD封装在继承原有HPD封装优势的基础上，采用新材料和新的应用技术，可以支持更大的电流输出能力，以更好地发挥碳化硅的优势。目前二代碳化硅的主要产品已在2023年的4季度相继量产，并已在先导客户处实现批量供货。

新能源汽车市场对于电驱系统的续航里程和系统成本都提出了更高的要求，第三代半导体中的碳化硅可以支持更高的续航里程，但如何发挥碳化硅器件的最优性能目前尚处于研究阶段，比如碳化硅在大电流的情况下损耗仍然偏高是限制SiC器件优势的一个因素。为此，已有车厂提出将碳化硅和IGBT联合使用的混合型方案，以实现性能与成本的平衡。英飞凌正在积极致力于这方面的研究，希望能和客户合作，创造性价比更优的系统解决方案。

刚刚介绍的是英飞凌关于碳化硅产品方面的策略，接下来我介绍一下上汽英飞凌如何积极满足中国市场客户的需求。随着中国新能源汽车市场的飞速发展，越来越多的客户对驱动系统及其零部件提出了个性化需求，刚才两位主机厂的领导都提到有定制化的要求，因此上汽英飞凌在引进英飞凌模块产品的基础上，除了为客户提供本地化的工程服务外，也可以针对客户的特殊需求开发定制化产品。公司具有完备的模块开发能力，目前我们已经和部分新能源车企开展了定制化的项目。

同时，为了满足本土客户对供应链安全和及时响应的要求，我们在无锡建有大规模的封装产线。公司引进了英飞凌先进的生产工艺、设备以及质量体系，采用英飞凌的晶圆进行本土化的封装测试，做到在确保产品高品质的同时，也让产品更具有竞争力，更符合中国市场对成本的需求。

公司成立五年以来，销量年复合增长率30%，取得如此的成绩得益于中国新能源市场的高速发展以及客户的认可与支持。我们将继续努力为客户创造更大的价值，用高可靠的功率模块助力中国新能源汽车市场的蓬勃发展。谢谢大家。

(注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅)