8月28-30日,PCIM Asia 2024展在深圳举行。“行家说”进行了为期2天的探馆,合计报道了200+碳化硅相关参展企业。
其中,“行家说”还重点采访了士兰微等众多企业,深入了解了他们在碳化硅领域的最新技术进展、产品创新以及市场战略。
行家说三代半:本次展会上士兰微展示了哪些产品?能够为我们介绍一下核心产品的创新点和优势吗?
士兰微:本次展会士兰微带来的亮点产品包括已经上车的B3D和B3G 两款SiC功率模块。这两款功率模块已经在2024年Q1阶段交付终端并批量使用,这两款模块搭配士兰自主研发和流片的平面SiC MOSFET,单颗管芯尺寸为25mm²,对应全桥模块导通电阻(RdsON)可以达到13.5mΩ。
目前,这两款SiC模块均为士兰微电子自主研发及流片,有750V电压和1200V电压可供选择,其中1200V SiC功率模块,有六并联和八并联可选,八并SiC目前可输出600A,六并可实现450A电流输出功率。
士兰微目前硅IGBT也是自主研发,我们的创新点在于今年自主研发的FS5++产品,FS5++首先提高了产品的电参,优化了它的导通损耗和开关损耗,其次提高了长期稳定运行的节温。通过芯片的换代来提高产品的功率密度,同时在相同的封装下拥有更大的出流能力,也能帮助客户去优化电控性能。
行家说三代半:相比其他友商,士兰微有哪些竞争优势呢?
士兰微:士兰最大的优势就在于我们是一家IDM的企业,我们从芯片的设计、制造、封装等一系列流程都是由士兰自主完成。所以在整个产品研发和生产过程中,我们每一个环节的衔接都非常好,每一个环节都是受控的。
士兰的第二个优势在于产品线很丰富,我们涉猎的范围很广,所以可以根据不同的应用,提供不同的细分功率器件产品,从而能够更好地理解和满足客户需求。
行家说三代半:您如何看待SiC或GaN的市场前景?贵公司有哪些新的合作和技术进展?
士兰微:先说SiC方面,SiC是士兰非常看好的,因为现在很多车企都已经从400V平台或快或慢地转到了800V的应用。部分比较激进的车企,可能全系列都切到了800V,没有那么激进的车企,现在也是400V和800V在同步开发。因此,未来随着SiC的降价,以及消费者对于里程焦虑和快充的硬性需求,800V平台是大势所趋。一旦迈到800V平台,SiC定会在未来侵占更多硅基功率半导体的市场。目前,士兰在SiC领域已经和很多国内的主机厂达成合作并上车量产。
技术进展方面,士兰目前二代SiC MOSFET芯片已经成功量产上车,我们也在同步开发下一代SiC芯片产品,下一代产品的在芯片面积25mm²时,导通电阻(RdsON)会进一步下降到11mΩ,芯片30mm²导通电阻可下降到9.8 mΩ,因此在相同的封装下,我们可以做到更大的功率水平,提升客户的应用功率密度。
GaN它的限制在于耐压比较难做高,目前大家一般可以做到750V,我们目前的技术开发方向主要面向以下方面。首先,我们已经在开发面向中低压消费领域应用的GaN产品。其次,在工业领域,如光伏、服务器电源方面,我们也在做研发探索。此外,我们判断GaN上车未来也会成为一个趋势,而目前市面上出现了三电平拓扑搭配GaN的应用,士兰也在朝这个方向去做研究。预计未来2~3年,士兰会有一些相关的产品上市。
行家说三代半:目前新能源汽车产业进入高速发展的时期,士兰微目前有哪些合作以及进展?
士兰微:士兰其实非常看好新能源汽车行业,所以也投入了很多精力以及工业制造方面的资源,去开发主驱应用。目前,士兰已经跟国内主流新能源车企展开相应合作,包括但不限于和终端车厂的自研合作,以及和Tier1的联合开发合作。这些合作当中有一些是标准模块封装,还有一部分是会涉及到一些定制模块封装。比如车企下一代自研定制的模块封装,士兰正在积极配合客户的开发。总的来说,合作类型包括最新的芯片技术方案,创新型封装方案,以及新的拓扑应用;
行家说三代半:士兰微如何看待IGBT和SiC MOS混合功率模块的应用场景以及未来的发展前景?
士兰微:士兰的B7单管封装可以实现Si芯片和SiC芯片的单独并联封装,也可以做混并封装,这种单管封装的优势是减少SiC芯片的用量。实现进一步降本,在降本的同时还能保证效率和出流能力不减弱。
但另一方面,混合单管模块也会带来一些挑战,比如说混合应用的时序、控制、不同模式的切换会比较困难,驱动IC和整体设计挑战会比较大。
士兰今年启动了SiC 8寸线的建设,未来在SiC成本上将会更具有优势。
行家说三代半:您认为车规级SiC还有哪些降本方式?士兰微是如何做的?
士兰微:士兰微降本的解决方案与国际大厂都是类似的路径。对于已量产的产品来讲,士兰可以不断提升芯片工艺,让芯片良率越来越高。士兰能够把芯片良率控制在晶圆级,从而保证碳化硅模块良率也很高,这样可以节省很多成本,包括封装等成本都可以减少。
第二个角度是芯片换代。比如上一代SiC芯片是13.5mΩ,我们下一代会把RdsON降低到11.5mΩ,从而在同样的面积下或者同样的封装下可以做到更大的电流输出,甚至可以做到用6颗芯片替代8颗芯片,而保持同样的电流水平,这样使得每一个桥臂可省两颗芯片,整个模块算下来可以省掉12颗SiC MOSFET。这也是一个非常好的降本方式。
除此以外,在产能方面士兰在今年6月开始了自己8吋SiC晶圆产线的建设,预计明年年底通线,随着晶圆面积增大,产能扩大,也有效助力降本。
行家说三代半:光储充赛道士兰在这方面有哪些合作和应用进展?
士兰微:首先风光储这个赛道,整个市场处在增量过程当中,同时也有国产替代的需求。这对于士兰来讲是一个非常好的机遇。但是同时也存在一定的挑战,比如应用工况比较恶劣,对功率器件产品的参数性能和可靠性要求高;士兰当前已按最高的性能和可靠性要求设计制造功率器件产品,满足风光储应用要求。
目前我们在这一赛道的合作进已经涵盖了很多细分市场,包括分布式户用和工商业光储,还有地面电站,以及集中式光储,我们和很多的Top级厂商也都有合作。
行家说三代半:今年上半年市场需求有一些下滑,内卷加剧,士兰微是如何应对的?
士兰微:士兰微的应对方案主要是两点:
首先,一是我们会继续坚定开拓这个赛道,帮助客户在内卷化的市场环境中实现降本增效。二是我们不会采取亏本内卷的方式,而是通过技术来实现企业的利润转化,士兰会在技术上不断突破,提高自己的产品性能和可靠性,从而提高自己的产品竞争力。
其次,我们与多家客户都已达成共识,认为健康、可持续发展的模式才是长久之道。我们通过共同定义开发、关键技术突破来实现降本增效;通过精准需求定位和平台化开发来保持的产品生命力;此外,我们还与国际top OEM / tire1厂商共同研讨定义下一代模块技术方案,以第一性原理来指导产品创新,避免同质化竞争。
另外新能源汽车行业的技术迭代对于我们半导体公司来说是一种机遇,我们看到的不是下滑,其实更多的是机会。比如,在400V汽车平台时代,可能很多半导体企业错过了进到汽车赛道的时机,而在800V平台时代,我们可以通过SiC产品导入进去,在平台迭代的过程中实现新的增长。
行家说三代半:士兰微今年在市场开拓和技术研发方面有哪些新的成绩和亮点?
士兰微:市场开拓方面我们的目标还是进一步提高在主驱方面的市场份额,与更多的主机厂开展合作,同时在主机厂做技术更新和迭代的时候,把士兰的下一代产品导入到主机厂的应用里去。
车规级技术研发方面,我们不仅在布局从400V到800V的SiC平台技术升级,我们也在布局GaN产品和嵌入式封装产品的技术开发,正在为配合主机厂的定制或者标准产品的送样。
合作进展亮点方面,士兰是国内SiC晶圆和模块产品率先实现上车的企业之一,今年年底士兰的FS5++平台IGBT晶圆也将实现上车,而我们的第三代SiC产品目前也已经在做可靠性测试,预计年底也会上车。更前沿的应用研究,例如三电平、嵌入式封装技术也会在不久的将来陆续上车。
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