電動化浪潮之下，各類包括碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）在內的新材料及新型功率器件正突破傳統材料的限制，推動著電子電力技術發展。新能源汽車行業的蓬勃發展也給半導體芯片帶來機遇。去年開始受疫情影響，全球的半導體行業有些萎縮，但車規半導體市場在逆勢增長，尤其是SiC市場的倍速增長。這也得益于國內半導體在第三代材料領域的深耕，為汽車廠商和主機廠提供了更多的選擇。正值全球缺芯潮演變之際，中國芯片原廠處在急劇變化的市場環境之中，需在機遇與挑戰里尋求突破。
2021年10月28－30日在深圳國際會展中心（寶安新館），慕尼黑華南電子展（electronica South China）融合眾多行業關鍵力量，強勢歸來！屆時中國SiC功率器件產業化的倡導者之一——泰科天潤半導體科技（北京）有限公司（以下簡稱：泰科天潤）營銷副總經理秋琪受邀，與探索科技（techsugar）就SiC產品的供需將如何演變，未來幾年SiC行業的成長動力，以及中國第三代半導體企業將以何優勢爭奪市場等問題進行探討。
SiC快速切入各個領域
SiC快速切入各應用領域。電力電子技術是以電子（弱電）為手段去控制電力（強電）的技術，使電網的工頻電能最終轉換成不同性質、不同用途的電能，以適應不同用電裝臵的不同需求。秋琪認為，SiC適用于高頻、大功率，對功率密度要求比較高的電源方向，這基本上跟電力電子發展方向一致的，電源的發展將與SiC芯片的特性緊密結合。
今年是泰科天潤在SiC芯片領域深耕的第十年，泰科天潤的產品已經廣泛運用于工業類如大功率LED電源、PC 電源、通信電源、光伏逆變器以及充電樁的充電模塊等，車載類的電源如OBC、 DCDC等，消費類例如PD快充。
本次參展，泰科天潤帶來了新型超薄款的SiC封裝產品，如SOD123、DFN5＊6、DFN8＊8等，這些新型產品相對傳統的TO貼片封裝，特點在于極薄，它的厚度只有1mm。DFN8＊8也沒有引腳，可以減少因器件封裝的寄生電感過大而導致的問題。而SOD123封裝的650V 1A產品更是泰科天潤全球首創最小的SiC二極管。這些超薄款的新型封裝非常適用于對體積要求非常嚴苛的電源應用領域，以取代高電壓小電流的硅的Frd，解決其Trr的痛點問題。泰科天潤的SiC器件650V／2A－100A，1200V／2A－50A，1700V／5A －50A，3300V／0．6A－50A等系列的產品已經投入批量生產，泰科天潤是國內首家取得第三方AEC－Q101和DNV－USCG認證可靠性測試報告的SiC原廠，產品質量達到了比肩國際同行業的先進水平。
圖：泰科天潤全球首創最小的SiC二極管
——650V 1A SOD12
受益于IDM模式，泰科天潤的SiC產品由4寸升級至6寸，產品的性價比得到大幅度提升。在今年7月份，泰科天潤6英寸SiC生產線通線，投片40工程批次以上，綜合良率90％以上，9月份完成可靠性實驗，批量化出貨。據秋琪介紹，在橫向同樣的量級下，泰科天潤的產品由4寸更新到6寸，性價比可以提高20％左右。
供需缺口持續，新能源或將成為最大成長動力
由于SiC處于穩定向上發展的趨勢，未來幾年內供需缺口會持續存在。秋琪分析到，首先未來的電源方向是小型化、輕量化，講究高功率密度，新興領域如電動車必須使用SiC材料。其次，從4寸到6寸乃至未來的8寸，SiC成本下降從而下沉分割硅的市場，例如泰科天潤DFN8＊8等便是打入市場的一款SiC產品。
未來智能化最好的載體在新能源汽車，功率器件最強大的成長動力在新能源汽車。秋琪表示，在電動車里面需要大量的汽車電子和電氣的器件，它們對整機的總價值、尺寸、總量、動態性能、過載能力、耐用性 和可靠性起著十分重要的作用。硅基IGBT 作為主導型功率器件，在新能源車中應用于電動控制系統、車載空調系統、充電樁逆變器三個子系 統中，約占整車成本的 7％－10％，是除電池以外成本第二高的元件，也是決定整車能源效率的關鍵器件。當下IGBT芯片發展到現在能耗進一步降低已經變得非常困難，接下來人們更看好的是SiC另一方面，為了支持快充業務，以及支持更大功率密度、高可靠，需要功率器件具有更強的性能，基于SiC的新一代的汽車功率器件也將大放異彩。
IDM模式加速國產第三代半導體發展
國產從主打性價比的國產替代路線，逐漸跨入以SiC跨入硅市場的自主創新階段。秋琪分析到，在第三代半導體方面，國內外差距沒有一、二代半導體明顯。她進一步解釋到，就SiC二極管這一類別來說，國內外水平已經持平；在SiC Mosfet方面，國內外還有一些差距；在GaN方面，我國的GaN射頻設備市場規模正在持續增長，其主要支柱以及主要增長動力為軍備國防、無線通信基礎設施；在硅基GaN方面，如今主要應用于消費充電頭，由于消費類對成本非常敏感，以及產品自身的技術門檻低于工業類與車載類，國內外差距在不久之后將不再明顯。
當前SiC器件的發展方向明確，國內原廠占據天時地利。對于國內SiC環境，秋琪分析表示，在這兩年在中美貿易戰、國外疫情以及東南亞封裝廠的停工等外因擠壓下，早年間對國內廠商持觀望態度的國外廠商逐漸敞開懷抱，同時本土客戶也持開放的態度與國內原廠交流。另一方面，一些國外友商跟歐美車廠之間存在深度綁定，對其他客戶的供應能力下降，國內的標桿客戶由于供應不夠，便會考慮包括國產SiC在內的國產半導體。
IDM模式是泰科天潤很大的一個優勢。泰科天潤總部坐落于北京，在北京和湖南分別擁有4英寸和6英寸SiC半導體工藝晶圓生產線。泰科天潤作為一個IDM公司，將設計與工藝整合達到使得產品最優的結構，最優的良率。泰科天潤打通了與下游客戶的不斷磨合、挖掘用戶的使用痛點、能結合SiC材料的天然優勢進行自主創新的道路。
