汽車智能化最大的增量是增加了功率半導(dǎo)體的單車價(jià)值，傳統(tǒng)燃油車功率半導(dǎo)體ASP（平均價(jià)格）為71美元，而混動(dòng)/純電動(dòng)功率半導(dǎo)體的ASP已經(jīng)上升至330美元。

IGBT、MCU、以及SIC會(huì)是接下來新能源汽車智能化比較長期的需求點(diǎn)，根據(jù)特斯拉Model3的車型用量來看，單車使用IGBT是84顆，或者48顆Sic MOsfet（技術(shù)更優(yōu)），MCU的供應(yīng)商是意法半導(dǎo)體，基本可以結(jié)論，Sic和IGBT會(huì)是未來的重點(diǎn)方向。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

下圖所示為一個(gè)N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu)， N+區(qū)稱為源區(qū)，附于其上的電極稱為源極（即發(fā)射極E）。N基極稱為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū)，附于其上的電極稱為柵極（即門極G）。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在C、E兩極之間的P型區(qū)（包括P+和P-區(qū)）（溝道在該區(qū)域形成），稱為亞溝道區(qū)（Subchannel region）。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+區(qū)稱為漏注入?yún)^(qū)（Drain injector），它是IGBT特有的功能區(qū)，與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成PNP雙極晶體管，起發(fā)射極的作用，向漏極注入空穴，進(jìn)行導(dǎo)電調(diào)制，以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入?yún)^(qū)上的電極稱為漏極（即集電極C）。

IGBT的開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP(原來為NPN)晶體管提供基極電流，使IGBT導(dǎo)通。反之，加反向門極電壓消除溝道，切斷基極電流，使IGBT關(guān)斷。IGBT的驅(qū)動(dòng)方法和MOSFET基本相同，只需控制輸入極N-溝道MOSFET，所以具有高輸入阻抗特性。當(dāng)MOSFET的溝道形成后，從P+基極注入到N-層的空穴（少子），對(duì)N-層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制，減小N-層的電阻，使IGBT在高電壓時(shí)，也具有低的通態(tài)電壓。 根據(jù)測算，2022年中國車用SiC襯底市場需求在16.9億元左右。受益于新能源汽車市場增長和SiC產(chǎn)品應(yīng)用擴(kuò)大，2025年中國車用SiC襯底市場規(guī)模將達(dá)129.9億元，將保持97.2%的年均增長率，對(duì)車用硅基IGBT的替代作用正在逐漸擴(kuò)大。根據(jù)碳化硅器件的成本占比（襯底、外延、模塊分別占比 46%、23%、20%）來看，2025年中國新能源汽車碳化硅器件市場規(guī)模將達(dá)到282.4億元。

比亞迪半導(dǎo)體：2022年6月，比亞迪半導(dǎo)體推出1200V 1040A SiC功率模塊，此模塊在沒有改變?cè)心K封裝尺寸的基礎(chǔ)上將功率提升近30%。根據(jù)規(guī)劃，到2023年，比亞迪旗下所有電動(dòng)車將完成SiC功率半導(dǎo)體對(duì)硅基IGBT的全面替代。

三安光電：2021年6月，三安光電位于湖南的半導(dǎo)體基地投產(chǎn)，為比亞迪提供碳化硅用于車載充電器。除此之外，2022年2月，三安光電與理想汽車成立合資公司研究碳化硅技術(shù)，拓展碳化硅市場。

同光股份：2021年12 月 29 日，同光股份與長城汽車簽署戰(zhàn)略投資協(xié)議，為長城汽車旗下機(jī)甲龍車型提供碳化硅產(chǎn)品，后續(xù)的系列車型也將規(guī)模化應(yīng)用碳化硅產(chǎn)品。 ? 未來，要滿足市場需求，提升競爭力，除了建立生產(chǎn)線以外，產(chǎn)業(yè)鏈拓展、車規(guī)級(jí)SiC IGBT研發(fā)、批量制造能力、良品率提升等都是國內(nèi)供應(yīng)商需要解決的問題。

編輯：黃飛

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