三安光电陈昭亮:基于800v技术方案的新车将在2022年后陆续上市

html模版 三安光电陈昭亮:基于800v技术方案的新车将在2022年后陆续上市 3月25日-27日,中国电动汽车百人会论坛(2022)在北京举行, 三安光电 董事长特别助理、北京三安光电有限公司总经理陈昭...

日期: 2022-05-09 18:53
html模版三安光电陈昭亮:基于800v技术方案的新车将在2022年后陆续上市

  3月25日-27日,中国电动汽车百人会论坛(2022)在北京举行,三安光电董事长特别助理、北京三安光电有限公司总经理陈昭亮出席并发表演讲。

  陈昭亮演讲的题目是“碳化硅产业化规模发展,助力高压快充信心满满”,共分为三个部分。

  一、碳化硅成新能源车800V时代的超强风口。

  陈昭亮表示,碳化硅能很好地满足新能源汽车高压快充的要求。实现高压快充的关键是通过增大电流或提升电压来提升充电功率,但由于最大的充电电流提升存在可预见的上限,所以只能靠提升电压。高电压成实现快充的必然趋势,碳化硅具有耐高温能力强、耐高压特性好的特点,将比硅IGBT整个的器件性能好很多,非常适合600v至10kv的适用范围。同时,新能源系统电压系统提高,意味着电动汽车所有的高压元器件及管理系统都要提高标准,首先是逆变器。如果直流母线电压提升到800v以上,对应的功率器件、耐压则提高到1200v。

  陈昭亮介绍,800v高压平台将成为主要车厂的重点布局方向。实际上几乎所有的车企规划中都已开始布局超级块充车型及相关技术研发。

  “早在2019年保时捷就已对这样的技术进行研发,还有我们国内的小鹏汽车、比亚迪、华为、理想等整车企业都已经对外宣称入局超级块充,实现几百千瓦时的超级充电速度,从充电系统电压来看,800v将是目前的主流方案,从量产时间来看,基于800v技术方案的新车将在2022年之后陆续上市。”他说。

  二、市场需求快速爆发将导致碳化硅供需失衡。

  陈昭亮通过一组数据解释。采用800v车型的总量与碳化硅晶圆用量预测,根据EV Tank的预测,2025年新能源汽车全球销量预计2240万辆,假设B级以上的车辆优先采用碳化硅器件,保守估计采用800v高压平台的车辆预计是437万辆,如果所有B级以上车型采用碳化硅器件,采用800v高压平台的车辆总预计需要874万辆。根据特斯拉和很多公开报道,两台新能源车消耗一片6寸的碳化硅晶圆,到2025年6寸碳化硅晶圆保守估计需要219万片,乐观估计需要437万片。

  2025年全球碳化硅衬底与晶圆的产能预测,对于2025年全球碳化硅的衬底与晶圆的供应情况,预计2025年全球衬底产能282万片,其中中国89万片,全球其他国家与地区193万片,预计2025年全球晶圆产能242万片,其中中国93万片,全球其他国家与地区149万片。

  陈昭亮指出,2025年全球碳化硅衬底与晶圆的情况将出现供不应求的局面,2025年6寸碳化硅晶圆需求在饱受与乐观情形下分别为219和437万片。根据Yole预测,车用碳化硅需求占全行业的60%,其他代表性行业,光伏、储能、充电基建、电源、轨交等对碳化硅的需求占40%,由此推算,2025全球需要6寸碳化硅晶圆保守估计365万片。碳化硅产能缺口将达到123万片,在乐观情形下达到的728万片,碳化硅产能的缺口达到468万片,全球碳化硅衬底与晶圆将出现供不应求的局面。

  陈昭亮表示,碳化硅全产业链垂直整合更适合新能源汽车产业。车规功率半导体具有如下特征,产品设计高可靠性和高安全性,批量生产高稳定性和一致性,供货周期长,一般是10-15年,上述特征更适合采用IDM模式,也就是从设计、制造、封装到做成产品都由一家公司完成,这种模式可以控制从芯片设计到模块封装的全部流程,更符合汽车对车规半导体高质量的要求。目前在碳化硅领域国际大厂科锐、罗姆、ST都已形成了碳化硅衬底、模块供应体系,很多整车厂分别与上游的碳化硅材料与衬底企业签署联合声明,或者战略合作协议,锁定碳化硅产能原因之一,原因之一是因为大家认为IDM模式更适合新能源汽车需求。

  同时,虽然碳化硅的晶体管带来更大价值,陈昭亮指出这仍面临一些技术性和商业性的挑战。如晶圆价格和某些工艺的复杂性,MOS产品性能的提升与批量供应能力,可靠性方面,宝马娱乐游戏在线。具体来讲,材料衬底方面由于碳化硅衬底生产效率低,成本比硅晶片高出许多,再加上后期的外延、芯片制造及器件封装等低成品率,导致碳化硅器件价格居高不下。根据行业预测,目前批量化价格仍就是硅基IGBT的3-5倍。产品性能方面,碳化硅MOSFET制造工艺中的高质量、低界面态的栅界面调控技术还需加强,批量制造技术与成品率需要进一步提升。从应用端来看,碳化MOSFET似落地的时间非常短,从碳化硅落地和整车层面的应用这一链条尚未打通,一些诸如短路耐受时间等指标没有得到足够多的验证,碳化硅MOSFET在车载领域的稳定性和寿命等指标还需要时间和实践验证。

  最后,陈昭亮介绍了三安光电在碳化硅行业的布局与解决方案。

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