近日，中国汽车芯片产业创新战略联盟功率半导体分会在长沙成立，将加快汽车功率芯片的国产化。在成立大会暨汽车功率芯片发展研讨会期间，获悉，汽车结构性缺芯给国产芯片带来机会，降本提质是国产功率芯片尤其是碳化硅功率半导体“上车”的关键。

» 汽车结构性缺芯给国产芯片带来机会 «

在会上行业专家表示，一辆电动车如果前驱与后驱都用功率半导体，功率半导体约占电机控制器的成本50%。

业内人士表示，功率半导体，包括IGBT、碳化硅(SiC)功率半导体；业内共识是，20万元以内的电动车用IGBT，20万元以上的电动车用碳化硅功率半导体；碳化硅功率半导体损耗小、耐高压、耐高温，是功率半导体的未来发展方向之一。

目前汽车业仍结构性缺芯，比如，电源类、控制类、通信类、计算类、功率类的芯片均紧缺。像碳化硅芯片项目投资建设期需18-24个月，去年有许多碳化硅项目的投资，要2025年才会释放产能，预计2025年碳化硅功率半导体的紧缺状况才会得到缓解。

国产化是解决缺芯风险的办法之一。目前，国内的碳化硅供应商，还没有大规模供应车规产品。加工硅要1500°C，加工碳化硅要2500°C；硅基衬底制作时间是两三天，碳化硅衬底制作时间是两三周。碳化硅器件的工艺要求高，所以成本约是硅基器件的数倍。现在，碳化硅功率半导体的生产工艺还不够成熟，良率不是很高，成本较高，未来成本一定要降下来。

» 降低成本是国产碳化硅器件上车关键 «

前进之路上，成本成为碳化硅进一步扩大应用范围的主要制约。有研究显示，特斯拉 Model3 的主驱动逆变器采用 48 个碳化硅 MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管），总成本是传统方案绝缘栅双极型晶体管的 3~5 倍。据此推算，平均 2 辆特斯拉的纯电动车就需要用一片 6 英寸碳化硅晶圆。

尽管市场上还没有看到在大电流领域比碳化硅更好的接近量产的替代品，但是马斯克不久前宣布特斯拉汽车将减少碳化硅使用量，这也被认为是“价格屠夫”向零部件传导成本压力的无奈之举。

目前国内新能源汽车行业的通常做法是，售价 20 万元以内的电动车用绝缘栅双极型晶体管，20 万元以上的高端车型用碳化硅功率芯片。

业内形成共识，降低成本是国产碳化硅功率半导体在汽车上大规模应用的关键，未来一定要想办法把成本降下来。

张真榕告诉本报记者，车用碳化硅的成本受制于多方面因素，包括晶体质量、晶体生长速度、晶体切磨抛光带来的损耗等，这些是企业界和科研机构需要共同攻克的课题。其中，碳化硅衬底占碳化硅芯片成本的一半以上，降低衬底成本是整体降本的重点。

据了解，碳化硅要在 2300 摄氏度以上高温的黑箱中制造，温度和压力控制出现微小失误都会造成失败。要想扩大晶片尺寸，生产难度就会呈几何式增长。

传统汽车时代，新车开发要45个月；数字化时代，新车开发要18-24个月，因此芯片、模块、电驱、整车开发需要同步进行，需要整车厂与半导体厂深度协同。“SiC处于汽车应用的起步阶段，需不断提升SiC功率器件的生产制造良品率，满足车规级量产质量要求；SiC应用于车辆属于系统工程，需要整车、零部件、原材料生产企业的全产业链共同合作。”中国整车同行应该多给国产半导体试错中改进的机会。

据行业跟踪数据，国外半导体企业在碳化硅芯片方面占据优势，国产SiC芯片在整车上应用的规模较小且产业链仍不成熟；国内半导体企业，在SiC模块封装方面开始形成规模，量产推广速度加快。SiC模块的成本有望在2025年降到同规格IGBT的1.5~2倍，采用SiC技术的汽车电机控制器的占比将逐步增加。

如何降低成本、稳定质量，是国产碳化硅功率半导体在车上大规模应用的关键。

碳化硅衬底目前占碳化硅芯片成本的约60%，因此降低衬底成本是重点。而现在碳化硅衬底的生产工艺还有三个瓶颈：一是晶体质量，二是长晶效率，三是切磨抛的损耗，这是行业内各家企业都在努力攻克的难关。随着产业化推进和产学研合作，未来有很大降本空间。

主要方法：

一、是通过技术创新，提高效率和良率；

二、是规模化生产；

三、是设备、材料国产化。如，碳化硅晶锭在长晶炉里15-20天长3.5厘米，如果长5厘米，效率将更高。

目前，长晶炉等设备已实现国产化。“未来三到五年窗口期，会给国内装备提供平等机会。”

» 行业呼唤标准完善以及避免盲目投资 «

现在问题是未来两三年产能严重不足，国际大芯片企业都在投资，更多投资在国外。中国是全球最大的新能源汽车市场，博世也在寻找合作伙伴，在中国市场布局，形成一定的战略合作关系。

对于碳化硅的缺口，2025年全世界2000万辆新能源汽车，如果B级以上车型15%-30%使用碳化硅功率半导体，那么碳化硅的缺口预计将达到150万-300万片6英寸晶圆。大家冲着这个缺口，拼命扩产。

但是，国产碳化硅功率半导体真正有效产出、达到车规级质量标准的不多，中低端的碳化硅功率半导体存在产能过剩的风险。

在避免盲目扩张的呼声之外，尽快完善汽车功率半导体的标准，也是业界热切期盼的。现在每家车厂需要的功率器件“百花齐放”，让供应商的研发力量不能集中，能否让汽车功率芯片、封装的标准趋同，有利于集中精力办大事。

国汽车芯片产业创新战略联盟功率半导体分会的理事长董扬表示，成立功率半导体分会就是为了建立产业生态，打通标准制订、检测认证等各个环节。

相信中国汽车功率半导体行业将会迎来大发展的机会。