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简报重点
SiC单管、模组应用于EV,近二年发展快于预期,汽车厂商导入速度加快
SiCMOS及二极管主要应用于主电驱、动力驱动及OBC,其中主电驱主要使用SiC模组,并应用在大功率动力驱动,集成度高并使用现成IGBT封装,并将晶片材质改换为SiC作为功能尝试,可更好发挥性能
SiC模组依其物理特性及结构、电气、热传导等特性,功率密度及阻抗具有优势,可实现更大的功率系统及较小体积,但材质较硬,加工上有限制,封装模块与传统矽基IGBT区别大,为充分发挥其体积较小特性,在散热方面需要更多工艺设计,相对其他模块原材料需要更多并联,切割、焊接、打线应材质因素成本也会相对提升
QA
SiC模组国内若只做模块封装价值是否有壁垒,CREE基板供应紧张,产能分配主要依循逻辑?
前二年封装仍使用焊接,并使用IGBT架构,但对于产品寿命及可靠性、散热都有局限,且封装体积大,成本也无法改善,之后由焊接改为银烧结,可提升功率及散热能力,但此工艺无论针对SiC或GaN都是较新的工艺,技术尚未成熟,传统IGBT模块厂商可延续经验,但也会有新的挑战
SiC模块封装难度高,工艺及材料成本都高过于矽基,操作难度提升也使成本提升,IGBT封装对SiC无法发挥其特性,须结合SiC特性设计封装架构,如塑封、铜带绑定、银烧结、直接烧结等架构,封装难度很高,市面上很多封装厂投入开发模块,但难度高出IGBT甚多,SiC封装占比较矽基IGBT高,能力较强的封装厂可充分发会SiC特性会有较好发展
CREE8”刚开始扩充,还有很长时间才能量产,市场仍以6”为主,产能限制仍大,大部分衬底产能除自用外产品主要供货主流大厂STM、ON、IFX,STM就使用掉60%衬底产能,ON也签订3-5年85M美元衬底材料供货合约,8”衬底材料若无法大幅量产,近几年供货仍然严峻
扣除自用CREE仅有1/3衬底外售其他器件厂,其他自用并供货TSLA,分配国内厂商SiC非常少,CREE也会挑选不同商业模式提供其他器件厂及模块封装厂,以及车厂合作伙伴如小鹏等,一般模块封装厂很难拿到CREE产品,但在产能有限,TSLA吃掉很多产能之下,其他拿到都很有限,一般车厂都会倾向选择垂直整合供应链,只提供晶片的厂商不容易打入车厂供应链
SiCMOS相较矽基IGBT封装价值更高,是否有具体数字?
SiC晶片本身就贵很多,绝对值增加之下,同样SiC模块成本较矽基模块成本贵30-40%,但毛利率部分因整体ASP高也会比较低
车用SiCMOS如Rohm、STM、ON、IFX等与下游车厂关系?是否有晶片厂与车厂开始策略联盟?ON在国内三家车厂份额高于IFX,但IFX在Trench进度更快,竞争格局?Trench技术太新导致车厂不敢用?
SiCMOS结构Trench是终极目标,但与IGBT相同,一开始也是从平台式逐渐导入Trench,目前SiC主流应用还是平台式为主,主要供应商为CREE、STM、ON,Rohm、IFX则为沟槽式,但CREE、ON新产品最终也会走向沟槽式路线,以达到更好的设计效果及成本优势,在实现更小的晶片体积加上大功率,平台式有其发展瓶颈,但SiC性能在可靠性方面,以沟槽式角度来看氧化层较为脆弱,Trench会导致更为脆弱,可靠性为车厂选择供应商的关键原因,IFX宣称其Trench结构与其他厂商不同,也做很多可靠性测试,但以其SiC相对其他大厂起步较晚,又走Trench路线,虽在矽基IGBT模块能力强大,但之前SiC封装能力并不突出,因此推广车厂力度不强,新产品SiC模块已达一定水平,虽有送样车厂但还没看到量产
ON与部分整车厂客户有一些绑定,ON在全球有筛选几家策略合作客户,包括TSLA、VW、GM,国内蔚来、小鹏、理想也会优先考虑,蔚来SiC项目起步较早,年就开始SiC方案,并导入ON的产品,虽尚未发表产品,但从今年开始也签了长期供货合约K,ON也与TSLA签订长期供货合约大单,TSLA除了ON以外,也跟CREE、STM、IFX都签订长期供货合约,TSLA策略就是包下市场SiC产能建筑壁垒,实现EV领导厂商
STM、CREE主要供货绑定TSLA、Rohm在国际大车厂尚无渗透,较积极在中国车厂推广,因此除TSLA及蔚小理以外,车厂不容易找到供货突破口
TSLA之前是STM提供MOS,CREE若直供SiC基板给TSLA,TSLA自建产能或交由STM封装?
模块封装是TSLA自己设计,并交由STM封装,STM向CREE购买衬底材料制作晶片,TSLA现在也把封装版权开放给ON、IFX及CREE,因此这些大厂也都可以依照其设计进行封装并直接供货TSLA
6”晶圆可以生产多少SiC晶片?国内外供应商良率水平?
6”SiC依其设计尺寸不同,单一晶圆产出差距大,以ON及STM电力驱动SiC标准款使用在蔚来汽车,一个模块使用48颗晶片,一片6”可以产出颗+SiC晶片grossdie,晶片端良率约在60-70%,封装端良率约在98-99%
晶片良率逐步提升,但国内厂商低很多,不同器件良率也不同,SiC二极管良率较高,但SiCMOS国内还没有实现量产
6”转8”主要难度?8”设备供货商及交期?
晶棒到晶圆到晶片的切割技术,激光切割、钻石线,切割平整度及磨损都是考量,晶片蚀刻制程也需要提升,晶片设计及制程微缩技术能力影响边界损失等,到了8”良率也会进一步提升,晶圆尺寸放大也有助边界损失降低,设备上也需要更新,包括切割及后续制程处理等
设备部分目前IGBT交期就要18-19个月以上,SiC交期会更长,因此欧洲厂商如Bosch扩产进度不如预期,因此晶圆厂都受制于设备
SiC模块应用在车用价格相对IGBT?未来成本差距到什么样的水准可使整车成本达到两平?之后SiC替代性多强?
目前考虑SiC替换矽基IGBT主要考虑经济性、以目前模块IGBT售价约美元,SiC约美元,以目前一辆车使用SiC之后在电池方面可以有一定节省,以蔚来汽车而言,电池1度电约-人民币,使用SiC之后若系统效率可以节省4度电,约当4%的效率,就能节省约人民币,就可以达到替换的意义并达到平衡
若SiC未来随着产能扩充,6”转8”之后对于成本下降也会很明显,但近期仍然面临供给限制之下,价格不容易下降,但若供应瓶颈解除之后,对于IGBT替代性就会很强
国内SiC发展状况?核心竞争优势?
国内厂商第一受到中美关系紧张,相对之前供应链都是国际大厂,性能及成本优于国内厂商,目前国内车厂难以取得国际大厂支持,但SiC方案势在必行之下,也给国内器件厂商试误验证机会,但从晶片设计、制造等成本与国际大厂仍有明显差距,但在有可靠的终端用户引导下,对于产品品质提升有较好的改进空间
车规IGBT国内厂商竞争及市场拓展近况?
IGBT目前主流以IFX等大厂为主,ON亦有部分份额,国内主要斯达、中车、士兰微,以及比亚迪,比较国内厂商今年在EV整体量体达-万辆,需要很多IGBT产能,IFX并无法提供国内客户多余产能,扩产主要提供国际车厂,ON产能主要提供欧洲车厂也很紧张,IGBT模块在EV上供给吃紧,因此提供国内IGBT模块厂较好的机会,性能上也都通过国内车厂验证,目前也都有小批量在出货,在IGBT紧缺下今年可望加速成长
个别厂商有其优势,斯达在A级及A00级占有较多份额,A级以上成本相对较高,以进口品售价约在美元,斯达在-美元,产品委外代工相对中车及士兰微的IDM模式,中车成本约在-美元,A级以上的车较看好中车及士兰微份额提升,因此虽然斯达客户群最广,但仍以小功率模块为主
国内功率厂商在SiC进展及与下游车企合作状况?
SiC比亚迪使用较多,采购STM及Bosch晶片自己封装,斯达买CREE晶片自己封装,除比亚迪以外斯达进度较快,且能从CREE拿到产能及价格支持,模块厂中车自己开发SiC晶片,但SiCMOS仍需要较长时间发展,短期看不到有模块产品供货其他车厂,士兰微尚未成熟,3-5年都不会有自己晶片,从封装角度可能斯达较快,但3-5年除斯达有外厂奥援,其他厂商看不出来有明显量产机会
国内车企对SiC态度?
新势力规划V平台首选就是SiC,传统车企也已经有共识,SiC今年都可以看到正式开发项目,绝大多数车厂规划都是采用SiC平台,V平台IGBT没有合适方案,基本上都要采用SiC
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