設(shè)置
  • 日夜間
    隨系統(tǒng)
    淺色
    深色
  • 主題色

特斯拉 Model3 搭載 SiC,寬禁帶半導(dǎo)體迎來(lái)爆發(fā)

出新研究 2023/1/31 19:13:05 責(zé)編:夢(mèng)澤

“寬禁帶半導(dǎo)體進(jìn)入爆發(fā)“前夕”。

作者:飛飛 |

編輯:唐詩(shī) |

去年 11 月底,特斯拉 Model 3 新款開(kāi)售,其產(chǎn)品設(shè)計(jì)和功能變化都引起了外界關(guān)注。

在特斯拉 Model 3 車型中,SiC 得到量產(chǎn)應(yīng)用,這吸引了全球汽車廠商的目光。搭載 SiC 芯片的智能電動(dòng)汽車,可提高續(xù)航里程,對(duì)突破現(xiàn)有電池能耗與控制系統(tǒng)上瓶頸,乃至整個(gè)新能源汽車行業(yè)都有重要意義。

目前,業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為以 SiC 為代表的寬禁帶半導(dǎo)體將成為下一代半導(dǎo)體主要材料,那么寬禁帶半導(dǎo)體當(dāng)前發(fā)展?fàn)顩r如何?國(guó)內(nèi)外發(fā)展寬禁帶半導(dǎo)體有哪些區(qū)別?未來(lái)發(fā)展面臨著哪些挑戰(zhàn)?

01、特斯拉 Model 3 首批搭載 SiC

對(duì)于全球汽車廠商來(lái)說(shuō),特斯拉的每次動(dòng)作,都會(huì)引起高度關(guān)注,特斯拉 Model 3 搭載了 SiC 芯片,成為全球首批在量產(chǎn)中使用 SiC 芯片的汽車制造商之一?;?Model 3 在市場(chǎng)上的成功,以及 SiC 在續(xù)航里程等方面的優(yōu)勢(shì),SiC 一經(jīng)亮相,迅速成為全球芯片廠商和汽車廠商的關(guān)注焦點(diǎn)。

德國(guó)芯片制造商英飛凌推出用于電動(dòng)汽車逆變器的 SiC 模塊,緊接著,現(xiàn)代汽車宣布要在旗下電動(dòng)汽車中使用 SiC 芯片,并且明確表示,使用 SiC 芯片的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程將提高 5%,這又為 SiC 作了正面宣傳。

事實(shí)上,SiC 芯片的確具有常規(guī)半導(dǎo)體難以比擬的優(yōu)勢(shì),從 SiC 發(fā)展的歷程中也不難看出,SiC 也是目前研究相對(duì)更成熟的材料

此前,硅(Si)和鍺(Ge)作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主流,在集成電路、航空航天、新能源和光伏等產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用廣泛。隨著高端制造、大功率發(fā)光電子器件日益發(fā)展,對(duì)頻率、效率和噪聲等要求越來(lái)越高,第二代半導(dǎo)體砷化鎵(GaAs)和磷化銦(InP)應(yīng)運(yùn)而生。

但到目前,人類在 5G 通信、智慧電網(wǎng)、宇航衛(wèi)星、新能源汽車等前沿領(lǐng)域不斷突破,體積更小、性能更優(yōu)、效率更高的芯片材料成為產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的剛需,市場(chǎng)需求倒逼芯片材料不斷革新。

在這種情況下,SiC 碳化硅和 GaN 氮化鎵作為第三代化合物半導(dǎo)體材料,正式進(jìn)入人們視野。如前文現(xiàn)代汽車公開(kāi)所述,SiC 材料更加耐高溫、耐腐蝕,這種優(yōu)勢(shì)有助于提升功率、減少散熱,對(duì)提升新能源汽車?yán)m(xù)航的確有重要意義。

02、國(guó)際巨頭未完成壟斷,國(guó)內(nèi)有條件追趕

目前來(lái)看,對(duì)第三代半導(dǎo)體材料 SiC 和 GaN 的研究相對(duì)成熟,和前兩代半導(dǎo)體材料相比,SiC 在禁帶寬度等方面有明顯優(yōu)勢(shì),也更耐高溫、更抗輻射,在大功率、高溫、高輻射應(yīng)用場(chǎng)景中尤其適用。GaN 材料則更耐壓、更耐熱、更耐腐蝕,在發(fā)光器件中比較適用?;谛阅苌系拿黠@優(yōu)勢(shì),國(guó)內(nèi)外相關(guān)企業(yè)都在積極發(fā)展寬禁帶半導(dǎo)體材料。

放眼全球,目前,寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)依然由國(guó)外企業(yè)所主導(dǎo),但國(guó)際巨頭還未形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),在規(guī)模上也未形成完全壟斷。同時(shí),我國(guó)內(nèi)需市場(chǎng)龐大,在市場(chǎng)和應(yīng)用上有明顯優(yōu)勢(shì),產(chǎn)業(yè)鏈條也日益完善。

在國(guó)際市場(chǎng)上,寬禁帶半導(dǎo)體材料已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展階段,在新能源汽車、5G 通信、光伏、消費(fèi)電子等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,代表性企業(yè)有 Wolfspeed、onsemi、ROHM 等,比如 Wolfspeed,是全球最大的 SiC 襯底制造商,其主營(yíng)業(yè)務(wù)是專門研究 SiC 材料,專注于第三代化合物半導(dǎo)體。

相比于國(guó)際市場(chǎng),國(guó)內(nèi)企業(yè)在整體技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)應(yīng)用上有所落后,但近年來(lái)技術(shù)水平不斷提升,部分技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,比如在寬禁帶半導(dǎo)體微波射頻芯片技術(shù)上就擁有明顯優(yōu)勢(shì)。

此外,半導(dǎo)體照明技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用也相對(duì)更成熟,2022 年初我國(guó)寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值接近 8000 億元,其中大部分產(chǎn)值就來(lái)自于半導(dǎo)體照明。

03、產(chǎn)業(yè)前景廣闊,降本成為關(guān)鍵

寬禁帶半導(dǎo)體快速崛起,已經(jīng)成為全球半導(dǎo)體和相關(guān)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),我國(guó)內(nèi)需市場(chǎng)規(guī)模龐大,并且又是以市場(chǎng)應(yīng)用為驅(qū)動(dòng)的發(fā)展模式,長(zhǎng)期來(lái)看,我國(guó)寬禁帶半導(dǎo)體在產(chǎn)業(yè)化上有諸多優(yōu)勢(shì)。

再者,和集成電路產(chǎn)業(yè)相比,寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對(duì)工藝技術(shù)、設(shè)計(jì)流程和精密程度的要求相對(duì)較低,因此企業(yè)進(jìn)入的門檻不高,這也為國(guó)內(nèi)企業(yè)成長(zhǎng)提供了可能。

資本也看到了寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的巨大前景,也在加速推進(jìn)寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展,2021 年,即使在疫情的背景下,仍有超過(guò) 60 家企業(yè)完成融資,這說(shuō)明寬禁帶半導(dǎo)體也被資本高度看好。

當(dāng)然,看到行業(yè)發(fā)展的前景,也不應(yīng)忽視面臨的挑戰(zhàn)。目前,寬禁帶半導(dǎo)體使用領(lǐng)域主要集中在射頻器件、大功率電力電子器件、光電器件上,應(yīng)用領(lǐng)域仍有待拓展。此外,我國(guó)雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了研發(fā)和生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品,但產(chǎn)品迭代速度較慢,在應(yīng)用端評(píng)價(jià)體系也相對(duì)缺乏。

長(zhǎng)期來(lái)看,成本依然是決定寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化的重要因素,隨著成本不斷降低,產(chǎn)業(yè)化也將迎來(lái)加速。

本文來(lái)自微信公眾號(hào):出新研究 (ID:chuxinyanjiu),作者:飛飛

廣告聲明:文內(nèi)含有的對(duì)外跳轉(zhuǎn)鏈接(包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式),用于傳遞更多信息,節(jié)省甄選時(shí)間,結(jié)果僅供參考,IT之家所有文章均包含本聲明。

相關(guān)文章

關(guān)鍵詞:半導(dǎo)體,特斯拉

軟媒旗下網(wǎng)站: IT之家 最會(huì)買 - 返利返現(xiàn)優(yōu)惠券 iPhone之家 Win7之家 Win10之家 Win11之家

軟媒旗下軟件: 軟媒手機(jī)APP應(yīng)用 魔方 最會(huì)買 要知