SiC需求爆發(fā)，博世目標(biāo)產(chǎn)能上億顆
2021年12月10日 13:59瀏覽：2297
來源：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫
TrendForce 表示，由于電動汽車的普及率不斷提高以及高壓 800V 電動汽車架構(gòu)發(fā)展的趨勢，預(yù)計到 2025 年汽車對6英寸SiC晶圓的需求將達(dá)到 169 萬片。
目前，各大汽車制造商都在銷售具有 800V 充電架構(gòu)的電動汽車，包括保時捷 Taycan、奧迪 Q6 e-tron 和現(xiàn)代 Ioniq 5。
800V電動汽車充電架構(gòu)的到來，將帶來Si IGBT模塊與SiC功率器件的替代，這將成為主流電動汽車VFD
（變頻驅(qū)動器）
的標(biāo)準(zhǔn)組件。
因此，主要的汽車部件供應(yīng)商通常青睞SiC部件。特別是，一級供應(yīng)商德爾福已經(jīng)開始批量生產(chǎn)800V SiC逆變器，而博格華納、采埃孚和維泰斯科等其他供應(yīng)商也在各自的解決方案方面取得了快速進(jìn)展。
目前，電動汽車已經(jīng)成為SiC功率器件的核心應(yīng)用。例如，SiC在車載充電器
（OBC）
和DC-DC轉(zhuǎn)換器中的應(yīng)用已經(jīng)相對成熟，而基于SiC的VFD的大規(guī)模生產(chǎn)尚未實現(xiàn)。
包括STM、英飛凌、Wolfspeed和Rohm在內(nèi)的電力半導(dǎo)體供應(yīng)商已開始與一級供應(yīng)商和汽車制造商合作，以加速SiC在汽車應(yīng)用中的部署。但因為SiC基板制造工藝復(fù)雜、技術(shù)準(zhǔn)入門檻高、外延生長緩慢，SiC基板材料的上游供應(yīng)將成為SiC功率器件生產(chǎn)的主要瓶頸。
用于功率半導(dǎo)體器件的絕大多數(shù)n型SiC基板的直徑為6英寸。盡管Wolfspeed等主要IDM在8英寸SiC晶圓開發(fā)方面取得了良好進(jìn)展，但要提高成品率需要將功率半導(dǎo)體晶圓廠從6英寸生產(chǎn)線過渡到8英寸生產(chǎn)線，這需要更多時間。
因此，6英寸SiC基板可能在至少五年內(nèi)仍將是主流。另一方面，隨著電動汽車市場的爆炸性增長和SiC電源設(shè)備在汽車應(yīng)用中的應(yīng)用日益廣泛，SiC成本將反過來直接決定電動汽車中800V充電架構(gòu)部署的速度。
博世今日宣布，公司已著手?jǐn)U產(chǎn)SiC功率半導(dǎo)體，目標(biāo)產(chǎn)能在上億顆水平。同時，博世開始研發(fā)功率密度更高的第二代SiC芯片，預(yù)計明年投入量產(chǎn)。公司也將成為唯一一家自主生產(chǎn)SiC芯片的汽車零部件供應(yīng)商。
經(jīng)過幾年的發(fā)展，博世目前正在其Reutlingen工廠開始批量生產(chǎn)SiC功率半導(dǎo)體，并正在擴(kuò)大產(chǎn)能。目前的生產(chǎn)能力已經(jīng)售罄，新的200mm晶圓生產(chǎn)能力要到2023年才能上線。
博世兩年前宣布，將推進(jìn)SiC芯片的開發(fā)，并使用自己的制造工藝進(jìn)入生產(chǎn)。自2021年初以來，該工藝已用于客戶驗證樣品。2022，它也在生產(chǎn)第二代設(shè)備用于批量生產(chǎn)。
博世董事會成員Harald Kroeger表示：“SiC半導(dǎo)體的未來是光明的。我們希望成為電動汽車用碳化硅芯片生產(chǎn)的全球領(lǐng)導(dǎo)者?！辈⑶疫€表示，由于電動汽車的蓬勃發(fā)展，博世的訂單已經(jīng)滿了。
博世打算將其 SiC 功率半導(dǎo)體的生產(chǎn)能力擴(kuò)大到數(shù)億臺設(shè)備，并在德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)事務(wù)和能源部
(BMWi)
的支持下擴(kuò)大Reutlingen的潔凈室空間。作為歐洲共同利益
(IPCEI)
微電子”計劃“重要項目”的一部分。
為了滿足不斷增長的半導(dǎo)體需求，在2021年，博世Reutlingen晶片廠的潔凈空間已經(jīng)增加了1000平方米。到2023年底，將再增加3000平方米。
“幾年來，我們一直在為在德國建立半導(dǎo)體生產(chǎn)提供支持。”德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)部長彼得?阿爾特邁爾
(Peter Altmaier)
表示:“博世高度創(chuàng)新的半導(dǎo)體生產(chǎn)強(qiáng)化了歐洲微電子生態(tài)系統(tǒng)，這是在數(shù)字化這一關(guān)鍵領(lǐng)域邁向更大獨(dú)立性的又一步?！睔W盟強(qiáng)烈鼓勵加快IPCEI項目，以支持半導(dǎo)體生產(chǎn)，并在歐洲建立SiC器件的供應(yīng)鏈。
SiC是歐盟的關(guān)鍵技術(shù)，英飛凌和意法半導(dǎo)體是主要供應(yīng)商。對于外部進(jìn)入者，如美國的onemi和II-VI以及臺灣的富士康，也希望成為SiC設(shè)備的重要供應(yīng)商。專業(yè)SiC晶片的供應(yīng)將是滿足需求的一個關(guān)鍵問題，這就是為什么ST、II-VI和onsemi都收購了晶片公司。
市場研究和咨詢公司Yole預(yù)測，到2025年，SiC市場作為一個整體將以平均每年30%的速度增長，達(dá)到25億美元以上，其中電動汽車將增長15億美元。Kroeger說：“SiC功率半導(dǎo)體對能源的利用效率特別高。這種材料的優(yōu)點(diǎn)在諸如電動汽車等能源密集型應(yīng)用中真正脫穎而出?！痹陔妱悠嚨碾娏﹄娮赢a(chǎn)品中，SiC芯片提供的范圍比純硅器件多6%左右。
新空間將容納博世內(nèi)部工藝的設(shè)備，用于150mm晶圓，并計劃在200mm晶圓上生產(chǎn)半導(dǎo)體，以實現(xiàn)可觀的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。Kroeger表示，“通過生產(chǎn)更大的晶片，我們可以在一次生產(chǎn)中生產(chǎn)更多的芯片，從而提供更多的客戶。”
博世將向世界各地的客戶提供SiC動力半導(dǎo)體，無論是作為單個芯片，還是安裝在電力電子或完整的解決方案，如e軸。由于整體系統(tǒng)更高效的設(shè)計，這種電動機(jī)、變速箱和電力電子設(shè)備的組合實現(xiàn)了高達(dá)96%的效率。這就為動力系統(tǒng)留下了更多的能量，從而增加了續(xù)航里程。
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