英飞凌｜800V对SiC市场的推动？下一代SiC模块封装方案？... - 联盟动态中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟

Q：去年新能源汽车已经超过了600万辆，碳化硅车型也在不断增加，是否可以预测下未来3年的碳化硅车型渗透率？市场空间到底有多大？

A：随着新能源汽车的渗透率逐步提升，新能源汽车的市场空间已经打开。为了更好的提升系统效率以及充电效率，800V平台成为OEM下一代车型的重点开发方向。同时，400V电压平台也将有更多的车型预计转向750V SiC。

预计在2025年装备SiC的车型将达到3百万辆。

Q：车企800V进展迅速，800V市场对碳化硅的实际拉动作用有多大？

A：800V 系统需要更高耐压值的开关器件。已经量产方案有1200V IGBT 和1200V SIC可选, 但是对于新能源汽车的主驱动系统需求，现在成熟的IGBT模块的电流能力并不能满800V平台的功率要求。

SiC在高母线电压情况下，基于相同的封装有更好的输出能力，从而提升逆变器系统功率。在高速运行时，SiC系统也可以提升5%-10%的运行效率，可以达到延长行驶里程或降低kwh。早期的800V平台多配置于高端车型，对性能有很高的要求。

为了提高系统功率，同时满足行程里程的要求，需要在电池电压平台和逆变器电流输出之间寻求平衡。一些客户提出了电池电压>900Vdc的需求，在这种情况下，IGBT需要特殊设计加强抵抗宇宙射线的能力，从而提升FIT。另外，在高压的情况下，系统损耗增大，芯片出流能力受限，SiC由于损耗小，可以提高更大的输出能力，系统的散热设计难度也会降低。

基于以上的差异，SiC可以很好的满足客户的需求。

但是，SiC也面临着产能受限和价格偏高的限制。800V系统需求增大在推动SiC需求扩大的同时，也在推动高性能的1200V IGBT方案。从交付和成本的角度考虑，符合性能需求的1200V IGBT也将是重点考虑的方向。

Q：碳化硅目前还是沿用IGBT的HPD封装，但业内公认并不是最适合碳化硅材料的封装方法，英飞凌下一步针对碳化硅封装方案及优势？

A：SiC由于开关速度快，对逆变器的寄生电感有一定的要求，以防止voltage over stress而造成失效。客户对模块的寄生电感都有一定的要求，但是换一个角度看，voltage over stress是系统寄生电感引起的。而模块内的寄生电感只是系统寄生电感的一部分，并没有高到无法可以的状态。

HPD封装也在不断优化以适应SiC高开关速度的需求。HPD做为新能源汽车上IGBT模块最成熟的封装，一定时间内也将是SiC模块通用的方案。功率模块的开发也需要小步前行，通过对新是材料的逐步验证带来量变引起质变的变革。同时更换多种材料尝试新的封装会给模块开发以及可靠性带来比较大的挑战。

随着第三代半导体的普及，更低寄生电感的功率模块必然是趋势。英飞凌DSC模块已经量产，同时也在优化模块成本开发SSC的模块以满足系统的设计要求。

Q：碳化硅的价格一直是下游应用市场最为关心的问题，2023年的碳化硅产品的价格趋势你们预测如何？

A：SiC的系统性能优势与创新点是毋庸置疑的，但是如前文提到的SiC的交付和成本依然是压力。为了占据未来800V系统的主导权，全球各大OEM都在深度布局SiC供应体系，加剧了SiC的供应紧张。

从技术革新的角度看，理论上成本应该是要下降的，但是需求上升太快，远超实际可用产能，引起供需失衡而导致价格持续上涨。

Q：英飞凌碳化硅芯片技术迭代进程？以及沟槽结构的优势？

A：沟槽结构的优势在Si IGBT上得到充分体现，英飞凌IGBT已经发展至IGBT第7代微沟槽工艺，车规IGBT基于第7代技术的EDT芯片也发展至第三代。沟槽结构具有更小的开关损耗，也能大幅降低导通压降，从而增加单位面积的电流能力。SiC MOS也将遵循这一原则，相同面积的SiC芯片，可以有更低的Rdson。

目前市场上的主流方案是以平面结构的SiC MOS为主，各大厂家都已经明确了沟槽结构SiC芯片的推出计划。

英飞凌的SiC MOS从一开始就聚焦于沟槽结构。目前车规沟槽结构SiC MOS芯片已经开发出第二代优化级（G2p），第三代G3 SiC MOS已经在开发中。同时车规SiC diode芯片已经优化至第5代。