2023汽車半導(dǎo)體生態(tài)峰會(huì) || 芯動(dòng)半導(dǎo)體伍剛：車規(guī)功率半導(dǎo)體存在三大發(fā)展趨勢

以“鏈啟芯程 · 智造未來”為主題的“2023汽車半導(dǎo)體生態(tài)峰會(huì)暨全球汽車電子博覽會(huì)”，由廣東省工業(yè)和信息化廳、深圳市工業(yè)和信息化局、中國能源汽車傳播集團(tuán)指導(dǎo)，《中國汽車報(bào)》社主辦，愛集微承辦，于2023年9月26日至27日在深圳福田會(huì)議中心隆重召開。

本屆峰會(huì)堅(jiān)持行業(yè)領(lǐng)袖峰會(huì)的高端定位，全面助力產(chǎn)業(yè)間深度融合與創(chuàng)新，推動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)鏈伙伴攜手合作，共同構(gòu)建具有全球競爭力的汽車科技創(chuàng)新新生態(tài)。

峰會(huì)現(xiàn)場，多領(lǐng)域、多視角開展的20場特色活動(dòng)，囊括主峰會(huì)、技術(shù)研討、項(xiàng)目路演、專業(yè)展覽、交流盛宴等，匯聚政、產(chǎn)、學(xué)、研、用、投等多個(gè)產(chǎn)業(yè)圈層，圍繞全球及中國汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)展開交流，峰會(huì)重點(diǎn)聚焦新技術(shù)、新趨勢，深入剖析汽車半導(dǎo)體各細(xì)分領(lǐng)域的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)，近百個(gè)精彩紛呈的演講，共同呈現(xiàn)出一幅專業(yè)而全面的思維圖景。

在9月26日舉辦的“動(dòng)力總成專場”上，無錫芯動(dòng)半導(dǎo)體科技有限公司產(chǎn)品線總監(jiān)伍剛進(jìn)行了題為《車規(guī)級功率模塊產(chǎn)品發(fā)展趨勢》的精彩演講。以下內(nèi)容為現(xiàn)場演講實(shí)錄：

伍剛：尊敬的各位專家好，我是來自無錫芯動(dòng)半導(dǎo)體的伍剛，我今天的主題主要圍繞新能源對功率模塊的需求，車規(guī)功率模塊現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢做一個(gè)分享。

無錫芯動(dòng)半導(dǎo)體科技有限公司產(chǎn)品線總監(jiān) 伍剛

首先，新能源汽車對功率模塊的需求上，中國汽車市場相對來講發(fā)展比較穩(wěn)健，整個(gè)市場出現(xiàn)較大變革，傳統(tǒng)燃油車銷量和市場滲透率逐年降低，新能源汽車銷量和滲透率逐年提升，預(yù)計(jì)今年新能源汽車市場銷量預(yù)計(jì)到850萬輛，市場滲透率達(dá)35%。特別是今年上海車展，燃油車車型114款，新能源車型172款，新能源大大蓋過了燃油車。

電動(dòng)化會(huì)帶來整個(gè)功率價(jià)值量和市場容量的提升。根據(jù) Strategy Analytics 數(shù)據(jù)，在傳統(tǒng)燃油車時(shí)代，功率市場在整車半導(dǎo)體的價(jià)值量占比原先僅21%，轉(zhuǎn)向電動(dòng)車之后，價(jià)值量升到55%，到2025年整個(gè)功率模塊市場容量將達(dá)到52億美元，年均增長達(dá)到27%。市場持續(xù)的增長也驅(qū)動(dòng)著相應(yīng)產(chǎn)業(yè)不斷加碼投入和相應(yīng)技術(shù)創(chuàng)新。

技術(shù)創(chuàng)新的源頭還是源于用戶需求。可以看到，用戶對于整車的需求就是動(dòng)力性、舒適性、可靠性、低成本。電驅(qū)的需求就是高能效、高功率密度、低振動(dòng)噪聲和低成本。對于模塊的要求就是低損耗、小尺寸、高頻率以及低功率成本。

目前整個(gè)車規(guī)功率模塊的現(xiàn)狀是，主流是80千瓦~350千瓦的車型。大部分廠家還是延用成熟的HPD封裝，針對大功率的車型更多就是在上面做一些細(xì)微改動(dòng)。但是這個(gè)封裝是無法滿足對于功率器件相應(yīng)的需求。

車規(guī)功率器件未來的發(fā)展趨勢主要有三種。一是從標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品到定制化的塑封產(chǎn)品轉(zhuǎn)變，有功率密度提高、效率提高、單位功率成本降低、單位功率成本降低四個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

二是碳化硅材料應(yīng)用。本身碳化硅器件擁有高壓、高溫、高頻特性，其本身就是一個(gè)單極性器件，開關(guān)損耗比硅低不少。我們這邊一個(gè)器件比硅低30%。但目前限制碳化硅發(fā)展的因素主要還是成本，碳化硅生產(chǎn)、加工的效率和良率、材料硬度目前是需要突破的問題。碳化硅在車載應(yīng)用上，不管是400V還是800V，碳化硅高效的覆蓋比硅更廣，特別是針對800V。針對不同速度段，400V電橋低速碳化硅下降3個(gè)百分點(diǎn)，中高速下降1個(gè)百分點(diǎn)；800V可以提升到4.5個(gè)百分點(diǎn)。在頻率上，如果10k的開關(guān)頻率提升至30k，相對來講碳化硅增加的幅度有限，會(huì)限制器件大電流的輸出。另外，碳化硅的優(yōu)勢是帶來更小的體積，以200千瓦控制器為例，如果換成碳化硅的芯片面積是原來的三分之一，可以推動(dòng)整個(gè)封裝尺寸的減少，帶來整個(gè)系統(tǒng)體積的減少。

預(yù)計(jì)到2025年碳化硅模塊的成本是IGBT 2.5~3倍左右。2027年這一差距會(huì)進(jìn)一步縮小到2倍左右。目前來看，這個(gè)成本還是偏高的，對于整車來講，更多需要在系統(tǒng)層面評估碳化硅帶來的更高的價(jià)值。綜合來算，400V的電橋，以0.7元/瓦時(shí)測算，550公里是一個(gè)平衡點(diǎn)，超過500公里用碳化硅比較劃算。800V平臺的提升更加明顯。800V平臺下，其CLTC可以提升7.9%。

趨勢三是從單一器件到混合器件。我們推斷，未來有一部分車企將采用混合方案，針對高性價(jià)比這樣的車型發(fā)揮IGBT大電流的優(yōu)勢和碳化硅高效率的優(yōu)勢，可以有一個(gè)高性價(jià)比的方案。

總結(jié)一下，第一個(gè)就是未來碳化硅和IGBT將是相輔相成的。另外，塑封的產(chǎn)品也是互相兼容。目前來講，罐封產(chǎn)品比較成熟，優(yōu)化空間較小，未來罐封和塑封會(huì)持續(xù)存在。最后，成本還是永恒的話題。無論IGBT還是碳化硅，不管是塑封還是罐封，產(chǎn)品要面向大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，還是要不斷提高產(chǎn)品性價(jià)比，給客戶帶來更多價(jià)值。

最后再向大家簡單介紹一下芯動(dòng)半導(dǎo)體，公司正式成立于2022年11月，到目前未知已有100多人的規(guī)模，業(yè)務(wù)從新能源汽車逐步拓展光儲充等泛新能源領(lǐng)域。今年2月，芯動(dòng)半導(dǎo)體在無錫錫山區(qū)封測基地正式奠基，項(xiàng)目整體投資8個(gè)億，規(guī)劃產(chǎn)能120萬套，目前廠房主體已經(jīng)封頂，8月14日首批設(shè)備入場，并將在近期完成調(diào)試小批量試裝。工廠整體預(yù)計(jì)今年年底實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。目前，芯動(dòng)半導(dǎo)體擁有上海研發(fā)中心，無錫封測基地和保定做為車規(guī)產(chǎn)品的應(yīng)用中心，并在法蘭克福有面向全球的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。業(yè)務(wù)布局上，IGBT、SiC的產(chǎn)品均有，封裝從灌封到塑封，包括塑封半橋、塑封全橋各類封裝形式。目前來講我們塑封全橋的優(yōu)勢對于客戶安裝來講具有相應(yīng)的優(yōu)勢。此外，芯動(dòng)設(shè)計(jì)的底板可以兼容原先的產(chǎn)品。針對光伏、儲能和充電樁領(lǐng)域有模塊產(chǎn)品，包括1200V的碳化硅器件。

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