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今年10月,安森美(onsemi)韓國富川的碳化硅超大型制造工廠擴建工程完工,這一消息受到了業(yè)內(nèi)人士廣泛的矚目,因為這一擴建計劃將使onsemi富川工廠成為全球最大、最先進的SiC制造工廠之一。該工廠全負荷生產(chǎn)時,每年可生產(chǎn)超過一百萬片200mm SiC晶圓,能夠滿足市場對碳化硅器件的迅速增長需求。
安森美在第三季度取得了 21.8 億美元的穩(wěn)健業(yè)績,接近其上季度的指導范圍上限。全年碳化硅營收預計將創(chuàng)新高。對于2024年的預期,一些行業(yè)研究機構(gòu)的預測中指出明年全球 SiC 芯片銷售額將有接近40%的增長,安森美的目標是實現(xiàn)和碳化硅市場同樣的,甚至是更高的增速。
在2023年的最后一個月,安森美汽車主驅(qū)產(chǎn)品經(jīng)理Bryan Lu從產(chǎn)品、業(yè)務布局及市場等方面,為大家分享安森美碳化硅產(chǎn)品的實力與服務升級的不斷探索。
目前應用碳化硅產(chǎn)品的汽車多數(shù)為雙驅(qū)車型,一般為兩側(cè)分別搭載IGBT和SiC電驅(qū),這種設計的主要考量因素是什么?如果碳化硅滲透率進一步提高,有兩側(cè)都用碳化硅的趨勢嗎?
搭配雙驅(qū)動器系統(tǒng),其實在IGBT的電驅(qū)里也是比較常見的配置。一般新能源汽車廠商在配置上會做一些差異化,比如基礎款只用一個驅(qū)動器,然后中間款才有兩個驅(qū)動器,高配可能搭配兩到三個驅(qū)動器。
這個設計的目的,大部分都是為了提供更短的加速時間,給客戶帶來更好的駕駛體驗。有兩種常見的工況使得這種多驅(qū)動器配置會帶來更好的體驗,汽車在啟動的時候需要極大的扭矩,如果要在短時間內(nèi)加速到百公里,那么需要持續(xù)的輸出高扭矩才能實現(xiàn)。
還有一種工況是在高速的時候或者說正常行駛的時候需要提速,由于電機在高轉(zhuǎn)速下輸出力矩相對低速來說是相對下降的,這時候往往也需要輸出更大的電流來獲得高扭矩。
碳化硅的主驅(qū)的綜合效率以及高開關(guān)頻率優(yōu)勢在這些條件下得到了發(fā)揮,至于前后驅(qū)動搭配IGBT和SiC,這個絕大部分是基于成本的考量。不過有一些高端的車型,它們還是選擇了前后都是碳化硅的驅(qū)動。隨著碳化硅的滲透率提高,還有成本的降低,兩端都用碳化硅是完全有可能流行起來的。
安森美目前在主驅(qū)應用市場主推的M3芯片正在升級,主要優(yōu)勢體現(xiàn)在哪些方面?
整個安森美的碳化硅工藝平臺從M1,到M2,然后到現(xiàn)在的M3,目的只有一個,那就是在保證性能的前提下實現(xiàn)最優(yōu)的成本。

從碳化硅技術(shù)發(fā)展來看,從M1的Square Cell結(jié)構(gòu),然后迭代到M2的Hex-cell,現(xiàn)在演進到了M3的strip-cell,最新一代的Rsp比第一代的碳化硅的Rsp低了~50%以上,在目前市場上處于領(lǐng)先地位。
在常溫的Rsp數(shù)據(jù)上看,處于領(lǐng)先,在高溫的Rsp上,根據(jù)市場上披露的數(shù)據(jù),應該是行業(yè)里排第一的。安森美的碳化硅技術(shù)衍變和迭代是充分考慮了客戶的需求,也根據(jù)安森美對于應用的理解做了優(yōu)化,比如充分考慮了主驅(qū)逆變器的應用,針對高溫的Rsp做了優(yōu)化,針對PTO(passive turn on)做了優(yōu)化,確保了碳化硅器件在0電平的關(guān)斷能力。
根據(jù)測試數(shù)據(jù),目前0電平關(guān)斷能力是最優(yōu)的。在這些技術(shù)的加持下,安森美在自己的碳化硅模塊的效率,還有可靠性都得到了增強。
安森美目前車用的主力產(chǎn)品選擇的封裝路線如何?競爭優(yōu)勢有哪些?
眾所周知,安森美是一家全球化的公司,那么它要服務于全球不同的客戶,但是大家也都知道目前中國已經(jīng)成為了全球最大的單一新能源汽車市場。因此安森美也必須要考慮到中國市場的需求。
由于現(xiàn)在市場上有一個標準的封裝SSDC單面直接水冷,它是一個封了6個開關(guān)單元的封裝,由于在IGBT的主驅(qū)逆變器應用里,它已經(jīng)成為了一個行業(yè)的標準,基本上大部分的客戶都用了這個封裝,所以很多客戶會為了加速碳化硅在主驅(qū)逆變器的應用開發(fā),縮短上市時間,還有控制供應鏈等等需求,他們會繼續(xù)沿用這個封裝,當然這個封裝對于IGBT來說整體上性能還可以接受,但是一旦把碳化硅直接放進去,就會把它寄生電感高,可靠性相對塑封模塊低的缺點放大了。

安森美 SSDC模塊結(jié)構(gòu)圖
除了SSDC,安森美也開發(fā)了DSC(雙面水冷模塊)相比之下,DSC的性能要優(yōu)于SSDC,但是市場占有率不是太高,在IGBT的市場也會是一個問題,當我們切換到碳化硅的時候,一切又開始有一點不一樣。雖然仍然有不少的客戶選擇SSDC,但是這個已經(jīng)成為了一個暫時的方案,最終仍然是朝高性能的方向去發(fā)展。

也就是說到了碳化硅的功率模塊,會變成一個差異化明顯的市場。客戶看重的是性能和供貨能力!高性能的封裝從來都不會約束安森美,而供貨的話,由于安森美是IDM,只要提前鎖定產(chǎn)能,這個也不是問題。針對碳化硅芯片的特點開發(fā)高性能的封裝是安森美一直進行中的動作。
2023年,安森美碳化硅產(chǎn)品的市占率進一步放大,產(chǎn)品優(yōu)勢有哪些?
安森美能夠提供優(yōu)化的碳化硅解決方案,我們在裸芯和封裝雙管齊下的發(fā)展成果,使得我們能夠為客戶帶來優(yōu)化的解決方案、先進的封裝材料和世界一流的熱性能。
此外,安森美整合了完整的SiC產(chǎn)業(yè)鏈,從襯底到晶圓制造,封裝以及測試。同時產(chǎn)品也經(jīng)過充分的迭代發(fā)展,目前無論是芯片的性能還是封裝性能或者是供應的能力都在行業(yè)里具有領(lǐng)先的優(yōu)勢。

碳化硅市場需求火熱,安森美進一步保持優(yōu)勢還有哪些布局?
在任何具有競爭的市場里,猶如逆水行舟不進則退,安森美目前在碳化硅的領(lǐng)域是具有優(yōu)勢的,但是由于競爭激烈,各大廠家也是紛紛發(fā)力和投入大量的資源來參與競爭。所以不能簡單的想著怎樣保持優(yōu)勢,而是想著怎樣去適應市場的競爭,由于安森美是碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合的IDM,使得它有一個優(yōu)勢就是可以改善的和發(fā)力布局的地方比較多。
整個產(chǎn)業(yè)鏈里都可以參與競爭,這樣整體才能獲得更強的競爭優(yōu)勢,我們都知道在碳化硅功率模塊里,襯底是成本最高的一環(huán),因此只要這個供應端獲得提升,那么整體成本的降低就會比較可觀。
從6寸襯底提升到8寸,這是一個方向。由于8英寸的襯底切換會涉及到很多的環(huán)節(jié),然后8英寸襯底的質(zhì)量也需要進一步的驗證,良率要達標才有可能降低成本。

因此在8英寸的切換上安森美并不是全球最激進的公司,而是穩(wěn)扎穩(wěn)打,切實提升6寸的良率,同時加速8英寸相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的驗證,并不是說有了8英寸襯底就可以立刻切換過去,這里涉及到8英寸的外延以及芯片制造等。安森美在這些領(lǐng)域都有布局。
同時對于封裝,由于現(xiàn)有的封裝并不能很好的發(fā)揮碳化硅芯片的性能,因此高性能的封裝也是安森美布局的方向之一。
安森美對國內(nèi)供應鏈的看法如何?
這個會推動碳化硅的發(fā)展。我認為一個良性的競爭市場應該是不斷的把蛋糕做大,而不是在現(xiàn)有的一些存量市場里折騰。國內(nèi)供應鏈參與了全球市場的競爭,恰恰可以幫助把全球這個市場做大。
相信未來,除了襯底,國產(chǎn)的器件的質(zhì)量也會逐步的提升,也會獲得客戶的接受,到時候?qū)O大的提升碳化硅功率器件的適用范圍。到時候?qū)鸩竭M入一個充分競爭的時代。安森美是歡迎競爭也不懼怕競爭。
大家現(xiàn)在都知道安森美是具有碳化硅襯底,外延,晶圓制造以及封測能力的全產(chǎn)業(yè)鏈的IDM,所以安森美在這個市場里它產(chǎn)品的一致性是可以保證和控制的,它的品質(zhì)也是穩(wěn)定的。
同時安森美也積極的擴充自己的產(chǎn)線來面對客戶的需求增長,綜上所述的特點使得它更具有競爭優(yōu)勢。
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原文標題:深度洞察 | 安森美碳化硅產(chǎn)品與實力如何再下一城?
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