特斯拉加速碳化硅应用，产业链即将推动8吋碳化硅量产

来源：芯智讯-林子

7月18日消息，近年来，在电动汽车大厂特斯拉（Tesla）的带动下，第三代半导体碳化硅（SiC）在电动汽车市场的应用正在加速。整体观察，全球碳化硅产业由美、日、欧等少数具全产业链生产能力大厂主导，为降低成本，8 吋碳化硅晶圆和基板已成为兵家必争之地。

碳化硅材料具备高电压和高频特性，能在高温、高功率下稳定运行，电能消耗更少、散热特性更佳，体积也可更小型化，介电系数、导热率及最高工作温度等关键参数具有优势，适用于电动汽车、5G 通讯、太阳能等应用所需功率半导体元件。

碳化硅功率半导体在电动车领域的应用，主要是由电动汽车大厂特斯拉采用SiC MOSFET模组带动，最先导入 Model 3 车型逆变器和车载充电器，在降低反应恢复时间和开关损耗方面效能显著，也可让电动车加速快、充电后里程续航力拉长、充电速度缩短。

特斯拉带动电动汽车用碳化硅模组采用，使得其他电动汽车厂纷纷跟进，这也让 SiC MOSFET 供应吃紧。台湾资策会产业情报研究所（MIC）资深产业分析师何心宇指出，目前 SiC MOSFET 模组交期拉长至 42 周以上。

特斯拉电动车推动碳化硅模组应用浪潮，也促使全球大厂积极布局碳化硅供应链。资策会 MIC 指出，全球碳化硅产业由美、日、欧洲等企业主导，但目前具备碳化硅全产业链生产能力的厂商家数仍相对较少。

观察大厂在电动车应用布局，亚系外资法人指出，目前美国 Wolfspeed、Ⅱ-Ⅵ、陶氏化学关系企业道康宁（Dow Silicones Corporation）；日本罗姆（ROHM）株式会社、昭和电工（Showa Denko）、新日铁（NSC）、欧洲意法半导体（STM）等，具有碳化硅全产业链生产能力，尤其是在基板与外延片等关键技术。

何心宇举例，Wolfspeed 已实现 4 吋和 6 吋产线量产，并开始建设8吋产线，此外 Wolfspeed 以及昭和电工寡占碳化硅外延片市场。

不过产业人士表示，碳化硅模组在电动车的渗透率仍处于初期阶段，主要是价格过高，其中碳化硅 SiC 芯片售价高出一般硅芯片达 10 倍至 15 倍；外资法人分析，受制于碳化硅外延片速度、加工难度等因素，制造成本仍居高不下，因此仅有部分电动车厂採用。

资策会 MIC 指出，去年对碳化硅模组拉货需求较明显的品牌车厂，包括特斯拉（Tesla）、比亚迪（BYD）、现代（Hyundai）、保时捷（Porsche）与新创企业 Lucid Motors 等。

为了降低成本，扩大晶圆尺寸是关键技术之一，不少国际大厂纷纷从6吋转向8吋晶圆。根据分析，相对于6吋SiC晶圆，8吋SiC 晶圆的芯片数量可从 448 颗增加到 845 颗，增加幅度达 75%。

除了 Wolfspeed、罗姆、Ⅱ-Ⅵ 纷纷推出 8 吋碳化硅基板外，法人指出，包括英飞凌（Infineon）、意法半导体、安森美（On Semi）等大厂，也积极布局 8 吋碳化硅晶圆生产线。Wolfspeed 今年起已进入量产，其他大厂最快2024年起产线也开始量产。

中国台湾碳化硅晶圆制造包括汉磊、嘉晶、全新等，不过多以 4 吋晶圆为主，6 吋晶圆逐步量产，广运集团关係企业盛新材料今年第 3 季规划开发 8 吋晶体。

中国大陆厂商也想布局 8 吋碳化硅晶圆，虽仍处于研发阶段，但今年 3 月烁科晶体已开发出 8 吋碳化硅晶圆。此外，中国厂商积极布局碳化硅晶圆制造，亚系外资法人指出，包括天科合达和中国电科等，已量产 6 吋碳化硅晶圆；三安光电、东莞天城等将于 2023 年量产 6 吋碳化硅晶圆