产品特点
以“链启芯程·智造未来”为主题的“2023汽车半导体生态峰会暨全球汽车电子博览会”，由广东省工业和信息化厅、深圳市工业和信息化局、中国能源汽车传播集团指导，《中国汽车报》社、中国半导体投资联盟主办，爱集微承办，于2023年9月26日至27日在深圳福田会议中心隆重召开。
本届峰会坚持行业领袖峰会的高端定位，全面助力产业间深度融合与创新，推动上下游产业链伙伴携手合作，共同构建具有全球竞争力的汽车科技创新新生态。
峰会现场，多领域、多视角开展的20场特色活动，囊括主峰会、技术研讨、项目路演、专业展览、交流盛宴等，汇聚政、产、学、研、用、投等多个产业圈层，围绕全球及中国汽车半导体产业热点展开交流，峰会重点聚焦新技术、新趋势，深入剖析汽车半导体各细分领域的发展机遇和挑战，近百个精彩纷呈的演讲，共同呈现出一幅专业而全面的思维图景。
其中，在9月26日举办的“汽车电子部件及车规级芯片专场”，广州芯聚能有限公司市场销售部总监张芝贵做了题为《碳化硅器件及模块的汽车类应用场景》的精彩演讲。以下内容为现场演讲实录：
碳化硅的历史节点是马斯克比较厉害选择在2016年的时候就用碳化硅上汽车主驱。我们公司目前是全球碳化硅应用经验最丰富的，因为特斯拉model3里面的Tpak封装的工艺、前期的设备拉通都和这个团队有很大的关系。现在我们公司的办公地点离这里也不远，在广州南沙区，是广州最接近深圳的地方，在深圳宝安机场的正对面，深中通道通了之后，20分钟的车程，一个在珠江西岸，一个在珠江东岸。
广东芯聚能半导体是2018年11月份成立的，是一家非常新的公司，芯聚能负责产品的设计封装和芯片的设计。我们芯聚能现在的总投资是20亿元，60亩地，建完了第一期。
我们公司一直说我们要做和全球一流的碳化硅功率器件公司，而不是和国内其他半导体公司竞争的公司。我们做功率半导体，和国产大量的公司选择的路径不太一样。我们正向面对很多生产制造和设计上的难点，从成立第一天开始，都是实实在在搬砖型的公司。
这是我们公司做的第一代汽车模块，这个模块拿到手里，大概会有1公斤左右的重量，但是这样的模块所承担的东西，是被合资车和燃油车一直用动力系统定位车价，1.5T、2.0T加上几档变速箱，划分15万元的车、20万元的车、30万元的车还是50万元的车。现在电机加电驱再加一档变速器的方案，可以在电动车上实现对发动机和变速箱的完全替代，现在国内走的这个路线也是国产汽车崛起的一条路径。
我们在2018年底成立，在2021年底获得16949的认证，在2022年初大规模给吉利出汽车碳化硅的第一代模块，我们的第一代模块从2021年到今年6月，一共给吉利出超过7万片碳化硅模块，到今年年底，目标是13到15万片的汽车模块。同时，在今年第四季度量产第二代碳化硅模块。
目前，除了吉利的浩瀚平台面临的接近10几款车的量产的情况，我们还和四到五家国内核心主机厂，还有很多零部件企业合作，从tier1到整机级别的都有合作。目前，无论在国内还是全球，汽车碳化硅的模块的量产经验，我们是跑得比较靠前的。
为什么第三代半导体会吸引这么多人去投入？2016年，特斯拉大规模把碳化硅应用到汽车主驱之后，我们经常说一句话，旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家。在传统的IGBT巨头的规划里，碳化硅是用来做3300V以上器件在高压直流输电和动车地铁的，和民用的距离非常远。在2016年的时候，无论是ST还是特斯拉、CREE，在把碳化硅往电动车主驱市场应用量产，这个方向上是领先这个行业5-10年的。目前看，获得的效果也非常好，直接带动了一个新产业的快速发展。
目前全球碳化硅的竞争格局群雄逐鹿。站在2023年9月底看这个市场，可能有几点：第一点就是去年的8英寸衬底量产推迟的，这个事情影响到8英寸碳化硅大规模的生产。第二点就是2024年的下半年，大概率国产的6英寸碳化硅衬底会大规模上市，会造成全球的6英寸碳化硅衬底供大于求，也就是说，中国品牌线年。第三点，一旦衬底供应卡脖子的问题被解决，原来大量的积累沟槽工艺的碳化硅公司会在2024年之后有非常强大的爆发力，而现在我们看到的大量的国际和国内的公司是以平面型的技术在打这个市场的。
新能源汽车和碳化硅是非常贴合的，碳化硅的崛起撞上了一个非常好的运气，撞上了电动车市场的快速爆发。一代技术的进步和迭代正好遇上它的核心应用市场的快速爆发，遇到非常难得的双增长曲线的共振，爆发出来的市场爆发力是非常大的，这也是为什么这么多人投碳化硅。可以这么说，在电动汽车没有大规模推广开始之前，整个功率器件只占电子元器件2%左右的市场，是小众玩家，变频空调这个级别的功率器件市场爆发，也可以把功率器件搞缺货。而我们看到的电动汽车是类似于变频空调的数量，但是它一辆电动汽车上的功率器件的使用金额是变频空调的几百倍，所以它会带来功率半导体市场的快速扩张。2022年，国内的IGBT的市场需求大概在350亿元左右，2025年这个数据就会超过500亿元，而这里面大量的IGBT在汽车上的生意会被碳化硅取代掉。
之前国内的碳化硅在汽车非常成功的市场，就是车载充电机市场，OBC这个市场目前来看完全可以利用碳化硅的高效和高频的优点，设计出的OBC的系统成本，能够实现和硅产品的系统成本拉平甚至更低。目前，市场需要能量双向流动，可充可放的OBC场合，基本上都是碳化硅的方案。
对这个市场的认知，真正意义上用碳化硅，要把电池的电压升到800V之后，优势才会明显，但从这两三年市场实践的情况来看，除了800V的市场，还有400V的市场，现在也成了核心的追逐碳化硅的点。400V系统国内客户测下来续航的提升能力，电池容量不变的情况下，只换碳化硅，续航能带来4.6%的提升，在800V的情况下大概能带来7%到10%的续航的提升，就是电池不变，续航可以增加。这样，如果续航不变，就可以少装电池，这就是碳化硅上车的逻辑。这是在把碳化硅当成IGBT用，没有专门为碳化硅设计电机和减速器的情况下，如果专门设计了，把电机转速拉高，拉到2万转甚至2万5千转以上，减速器减速比继续拉大，比如10、11拉到15，这个碳化硅的极限能够提升的续航，很多数据说是提高15%-20%。
2020年到2021年，国内大量谈的项目是800V电池电压的碳化硅应用，但从2022年到现在，这个市场大规模在谈的是400V的平台，怎么把碳化硅用好？国内大量电动车是对标特斯拉的，特斯拉目前的电池电压是400V，这就是一个很明显的卖点，证明碳化硅价值的地方，碳化硅的低损耗在800V的情况下，碳化硅实际上还有一个非常大的优点，它的芯片面积只有硅同类型的IGBT芯片类型的1/5，所以在非常追求小体积和高效率的车里面都非常有优势。还有很多需求比如轮边电机方案，就是电机放到轮子旁边，包括轮毂电机，这种方案首先需要器件体积够小耐高温，输出能力够强。其次，这个地方的工作环境是恶劣的，车上有一个簧上质量和簧下质量，如果放在簧下，工作环境是很恶劣的。所以某种意义上来看，往后续走，在汽车上很多的这种动力源头越来越接近轮子端的应用里面，碳化硅的应用也是非常有优势的。
这是目前全球在做的一些碳化硅的方案，最有核心代表的就是特斯拉model3的方案，这个方案回过头来看，2016年做这个方案选择大量的技术，无论是铜CLIP、还是银烧结都变成这个市场上要做碳化硅模块，要往碳化硅封装这个方向走的标配。
实际上大量的功率模块是走绑定线，但碳化硅封装铜排的方案可能更好，因为碳化硅只有传统芯片的1/5的面积，甚至你都不能在它的芯片上有足够的面积打绑定线，所以只能想办法用其他方式增加和它接触的端电流输出能力。
还有是一个比较大的高温优势，碳化硅封装在硅的基础上发展。现在硅标到了最高175度的工作结温，碳化硅目前在它独立的封装里面标到了200度的工作温度，实际上它的最高工作温度可以到更高，现在各种材料阻碍了它性能的发挥，所以这个方向还是有比较大的前景。
当然，碳化硅产品和每一个产品都一样，并不是单纯的追求某一方面的性能提升，最终还是一个性价比的平衡。这是普通的铅焊料，和使用银烧结的对比，这实际上是目前做碳化硅模块最大的区别，就是能不能搞定大规模高质量的银烧结，因为银的熔点是600多度，而铅的熔点是260度，要往更高的温度走必须用银，相当于把芯片和底板铸造在一起。这是我们的第二代模块，在我们第一代模块大规模上车的过程中，第一代模块因为要赶2021年底测试完SOP上车的流程节点，有大量的技术没有在第一代的模块落地，所以在第一代模块的基础上我们研发了第二代的模块。这一代的模块，在芯片和芯片数量没有变化的情况下，可以把电流提升15%到20%。这个市场上现在很主流的汽车碳化硅芯片是1200V16毫欧的，8个芯片并联是2毫欧，6个芯片并联大概是3毫欧，在8个芯片并联的情况下，我们跑到了845V、575A峰值有效值，这个数字目前是同封装里面最高的；6个芯片并联，跑到了845V、460A峰值有效值。8并联在有的商用车客户应用场景里面，800V母线A。
总结一下，芯聚能公司瞄准碳化硅的最大应用场景汽车主驱市场，布局和开发自己的产品。2022年，碳化硅的模块出货量在国内排名第二；2023年的1到6月份的出货数据，我们碳化硅模块的出货数据国内排名第一。我们的碳化硅汽车模块已经不是一个还在等待验证的状态，是已经大规模上车，而且已经获得了比较好的市场效果。最早上车的模块已经超过2年多的时间，因为我们知道一个产品从实验室场景变成大规模的商品化的过程是不容易的，我们走完了这个过程。
碳化硅上车的过程中会面临大量的一代电力电子器件决定一代电力电子设备的过程，不能把它当做原来的IGBT的平替，应该根据它的优点去设计系统。在这个过程中，我们公司技术团队从最早的和特斯拉接触到现在的积累，问心无愧的说我们公司的技术团队是最有经验完成这个技术落地的。