特斯拉电动汽车带动SiC模块,台厂拼自主供应链

电动汽车带动功率半导体和模块需求,第三代半导体碳化硅(SiC)芯片与模块是重要关键,包括鸿海集团等台厂积极创建供应链,不过产业人士指出,台湾在SiC模块上游供应链可能出现断层,政府应该积极重视。

电动汽车市场增长带动关键功率半导体组件和模块需求,攸关变频、变压、变流、功率放大、功率管理等功能,也攸关电动汽车快速充电性能,其中以绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块和第三代半导体SiC芯片和模块最为重要。

第三代半导体材料是以碳化硅(SiC)及氮化镓(GaN)为材料主流,相较传统第一、二代材料如硅(Si)、砷化镓(GaAs)等,第三代半导体具备尺寸小、效率高、散热迅速等特性。适合应用在5G基站、加速快充以及电动汽车充电桩等应用。

从高电压和散热功能来看,鸿海分析,第三代半导体SiC组件性能比GaN组件佳,可快速充电,用在车载领域SiC组件相对有优势;在可靠度SiC组件也具有优势。

产业人士表示,SiC模块目前主要是电动汽车大厂特斯拉(Tesla)带动采用,导入逆变器和车载充电器应用,不过其他电动汽车厂采用SiC模块时间,最快也要到2023年。由于电动汽车用IGBT模块和SiC模块产线基本上可共享,因此台湾厂商除了布局电动汽车用IGBT模块,也同步开发SiC模块。

8月5日鸿海集团以新台币25.2亿元取得旺宏竹科6英寸芯片厂,强攻SiC组件芯片制造,预估到2024年月产能可到1.5万片,应对每月3万辆电动汽车制造所需功率组件,鸿海借此欲在电动汽车功率组件和模块站稳先机。

其他台厂也积极布局SiC模块,例如二极管厂朋程在SiC模块代工机型预计今年第4季导入量产,布局IBGT模块的同时,朋程也与IBGT模块客户洽商SiC模块计划,通过与日系SiC芯片客户合作,朋程超前部署先在SiC模块及封装累计经验。

此外台厂也前进SiC模块上游供应链,例如芯片代工厂汉磊和转投资磊晶硅芯片厂嘉晶布局SiC与GaN等第三代半导体;太极能源与母公司广运转投资盛新材料,布局SiC长晶和切晶;被动组件大厂国宏团旗下同欣电)与成功大学合作开发活性金属硬焊制程级材料自制化,布局高功率GaN及SiC封装用陶瓷基板。

不过从国际大厂来看,包括Cree、Ⅱ-Ⅵ、英飞凌(Infineon)、意法半导体(STM)、罗姆半导体(ROHM)、三菱电机(Mitsubishi)、富士电机(Fuji Electric)等,已先在SiC芯片领域卡位,制造以6英寸或8英寸芯片为主;而台厂目前以4英寸为主,6英寸芯片技术尚未规模化生产。

产业人士指出到2023年之前,台厂与客户在SiC模块仍处于产品开发与样品验证阶段,且台湾半导体产业在研发SiC芯片,在前段磊晶和长晶制程仍有待努力,自主供应链可能出现断层,政府应积极重视。

预期SiC模块发展,产业人士分析,电动汽车成本最高的前3大项就是电池、电机和电控系统,若一般电动汽车电控系统内置SiC模块,电控系统成本可能超越电池跃居第1,影响电动汽车售价;若SiC模块和IGBT模块价差缩小至3倍到5倍,SiC模块在电动汽车市场才有机会提高渗透率。

(首图来源:Unsplash)

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