小米汽車發布，為何這個產業被點燃？國產企業緊跟布局8英寸

最近2年，有2件事在碳化硅產業引發了現象級“刷屏”：

一是2023年3月，特斯拉宣布要“減少75%碳化硅”，模糊的用詞引發了碳化硅股市大跌，也給碳化硅行業潑了一盆冷水。

二是2024年3月，小米發布SU7，幾乎整個碳化硅產業都在“刷屏”，不少碳化硅企業老板還在朋友圈曬出了購車訂單，而小米“力挺”碳化硅給行業注入了新的生機。

客觀地說，小米SU7的熱度甚至在華為汽車身上都看不到，為什么碳化硅企業那么關注小米SU7？

小米SiC供應鏈及SiC芯片用量

在3月29日的南沙碳化硅會議上，許多演講嘉賓都會主動提及小米SU7的話題，甚至還改編了雷軍的話——“做碳化硅很苦，但成功了一定很酷”。

在接受采訪時，多位行業人士表示，他們關注小米汽車主要是因為SU7搭載了碳化硅，其中一個關注點就是小米的碳化硅供應商。

3月28日的發布會上，小米發布了多個不同版本的SU7汽車，包括搭載400V電驅平臺的SU7標準版和SU7 Pro版，以及搭載800V電驅平臺的SU7 Max。

綜合多個行業人士消息可知，小米SU7的“主驅、車載電源、熱管理和充電網絡都搭載了碳化硅芯片”。

據某車企分析，這次小米SU7的SiC MOSFET用量非常多。其中，單電機版本約為64顆，其中主驅約36顆，OBC約14顆，高壓DC-DC約8顆，空壓機電控約6顆；雙電機版本約為112顆，其中主驅48顆，輔驅36顆，OBC約14顆，高壓DC-DC約8顆，空壓機電控約6顆。這還不包括充電樁和PTC等環節。

小米的碳化硅供應鏈方面已經被剖析的很徹底了，據報道，小米SU7的四驅版（SU7 Max）搭載的是匯川聯合動力的SiC電驅；其兩驅版（SU7標準版和SU7 Pro）搭載的是聯合汽車電子的400V SiC電驅。

而主驅SiC MOSFET芯片方面，匯川與英飛凌、意法半導體和安森美都有合作，聯合汽車電子采用博世的SiC MOSFET。

除了主驅外，此次小米SU7特別強調他們是全域采用碳化硅，其中：

OBC供應商是富特科技，而SiC MOSFET芯片供應商為Wolfspeed。

空調壓縮機控制器供應商是致瞻科技，后者與意法半導體此前達成了SiC MOSFET合作。

小米汽車的SiC技術路線

外行看熱鬧，內行看門道。

一位行業人士企業告訴我們，他比較關注小米SU7的碳化硅功率模塊。據了解，匯川和聯合電子的主驅都采用了碳化硅半橋模塊。

其中，匯川自主開發的功率模塊產品采用熱帖、銀燒結和注塑等先進工藝，端子采用激光焊接，雜感低至4.2nH，最高耐壓1200V，支持3-6顆芯片并聯，最大電流可達480Arms@880Vdc。

聯合電子400V碳化硅電橋也采用SiC半橋功率模塊，常規工況下可實現620Arms/20s峰值電流輸出，短時BOOST（超頻使用）可達 650Arms/5s。功率模塊散熱系數低（<0.1K/W），同時可實現更低的寄生電阻，相同電流條件下功率模塊損耗損耗可降低18%。

一家碳化硅芯片企業表示，他最為關心的是小米SU7所搭載的溝槽柵SiC MOSFET，他認為這會進一步打消車企對溝槽產品上車的顧慮。

據了解，聯合汽車電子采用博世的第二代溝槽型SiC芯片，芯片最高運行溫度可達200℃，減少了50%的dv/dt，而且實現單位面積Rdson縮減30%，Rdsonsp達到140mΩ/mm2。

匯川功率模塊的結構設計可以兼容多家SiC芯片，以保障供應安全，除了采用英飛凌的溝槽柵SiC MOSFET外，匯川也與意法半導體和安森美有合作，后兩家企業主要生產平面柵SiC MOSFET。


小米汽車的400V SiC電驅

在交流中，一位行業人士納悶道，“為什么小米SU7要采用400V碳化硅電驅？而不是全系800V+碳化硅？”

根據雷軍的說法，這是由于市面上絕大多數的充電樁是400V電壓，為此小米SU7發布了多款搭載400V碳化硅的車型。

根據梳理，現階段，較為暢銷的400V碳化硅車型還有許多，包括：特斯拉Model 3、小鵬P7和蔚來ET5等。實際上，寶馬等汽車巨頭也與供應商簽訂了750V的SiC模塊供貨協議，用于400V電驅動系統。

相較于IGBT電驅，400V碳化硅電驅具有效率和成本優勢。

聯合汽車電子認為，得益于領先的硬件設計和先進的軟件調制算法加持，聯合電子400V SiC電橋可實現最高95.6%效率，可為OEM整車廠實現12.5kWh/100km的超低能耗；

而且據推算，400V車型采用碳化硅電驅，其續航可提升2-3%，以小米94度電版本（SU7 Pro）計算，可以節省1.88-2.82度電，按電池成本132美元/度電換算，電池成本大約可節省為248美元-372美元（1790-2688元人民幣）。

盡管800V超充建設在加快，但現階段95%的充電樁是基于400V母線電壓，隨著碳化硅芯片成本不斷下降，將有更多的400V車型采用碳化硅主驅。


SiC產業從6英寸向8英寸邁進

成本高一直是碳化硅器件被吐槽的弊病，因為碳化硅在生產環節存在單晶生產周期長、環境要求高、良率低等問題，碳化硅襯底的生產中的長晶環節需要在高溫、真空環境中進行，對溫場穩定性要求高，并且其生長速度比硅材料有數量級的差異。

因此碳化硅襯底生產工藝難度大，良率不高，這直接導致了碳化硅襯底價格高、產能低的問題。

近年來，碳化硅襯底正不斷向大尺寸方向演進，襯底尺寸越大，單位襯底可制造的芯片數量越多，單位芯片成本就越低。相比于6英寸襯底，同等條件下從8英寸襯底切出的芯片數會提升將近90%。相比于6英寸襯底，8英寸單片襯底制備的器件成本降低30%左右。

2015年Cree200mm首次發布，全球首家8寸SiC晶圓制造廠是Wolfspeed于2022年4月建成投產。

2022年Wolfspeed率先量產8英寸SiC襯底，投資13億美元，在北卡羅來納州新建8英寸SiC襯底工廠，使SiC產能增加10倍以上。

2022年II-VI擴建賓夕法尼亞工廠投資64億元，襯底產能增加6倍。

2027年，年產100萬片。

2022年ST在意大利卡塔尼亞新建SiC襯底工廠，總投資7.3億歐元，年產能37萬片以上，實現40%的自主供應。

2022年Onsemi哈德遜SiC工廠完成擴建，襯底產能擴充5倍，制備出8寸襯底樣品25年規模出貨。

2022年日本的昭和電工、Mipox等共同發起了8英寸SiC襯底項目，總預算約為258億日元(約14億元人民幣)。

2022年英飛凌將大幅擴建其位于馬來西亞居林的工廠，從而建成世界上最大的8英寸SiC功率晶圓廠。

國內外企業加速布局

目前，SiC/GaN熱度高漲，其中SiC產業6英寸向8英寸轉型趨勢加速，國際方面8英寸晶圓制造已邁向量產前夕，國產廠商方面則有更多更多廠家具備量產能力，產業鏈條進一步完善成熟。

國際方面，海外大廠Wolfspeed、英飛凌、博世、onsemi等公司8英寸晶圓量產時間集中于2024年下半年至2026年期間。Wolfspeed目前8英寸器件已公布，預計2024年第二季產能利用率達20％以上；onsemi在2024年韓國廠正式運行，該公司預計今年產能為去年的1.7倍；2026年產能規劃約為80萬片；ST預計今年碳化硅營收在20億以上；英飛凌則表示今年居林廠開始量產8英寸碳化硅和氮化鎵器件，預計到2027年產能約為80萬片，為2023年初的10倍...

國內廠商在量產時間上與國際大廠仍然存在一定時間差，但是目前天岳先進、天科合達兩家大廠已經成功打入全球導電型碳化硅襯底材料市場前十榜單。天域半導體則在碳化硅外延片處于領先地位。

近日，根據中國國際招標網信息顯示，天科合達北京基地正在招標8英寸襯底量產線設備，包含加工產線的倒角-拋光-研磨-清洗及各類測試設備等產品。表明天科合達將進一步布局8英寸量產產能。據悉，在今年3月20日舉行的SEMICON China 2024展會上，天科合達就已經展出了公司的8英寸導電襯底（500um），8英寸導電襯底(350um)和8英寸的外延片產品。天科合達表示公司將打造襯底+外延的一體化解決方案，提供豐富的產品組合，為客戶提供更全面的保障和服務。

天岳先進用液相法制備的無宏觀缺陷的8英寸襯底是業內首創，天岳先進采用最新技術制備的晶體厚度已突破60mm，對提升產能有積極意義。在SEMICON展會中，天岳先進也展出了6/8英寸襯底產品。據該公司消息，其已在8英寸碳化硅襯底上已經具備量產能力，根據下游客戶需求情況合理規劃產品產銷安排。

天域半導體在SEMICON中重點展示了6/8英寸SiC外延片、SiC MOS管等產品。官方表示，公司于2021年開始了8英寸的技術儲備，于2023年7月進行了8英寸外延片的產品的小批量送樣；超過千片的量產數據表明8英寸SiC外延水平與6英寸外延水平相當。今年2月3日消息，據廣東政務服務網等透露，天域半導體“總部及生產制造中心建設項目”位于東莞市生態產業園，將分期建設，其中2號廠房為項目一期內容，1、3號廠房為項目二期內容。項目一期投資金額約為19.14億元，將購置71臺外延爐，搭建年產能約17 萬片的6 /8 英寸SiC外延片生產線，預計6 英寸產能占比約90%，8 英寸產能占比約10%。

此外，還有許多國產企業如湖南三安、南砂晶圓、晶盛機電、合盛硅業等在8英寸SiC襯底、設備等領域取得進展突破。此外，爍科晶體、同光股份、乾晶半導體、超芯星、粵海金、東尼電子、天成半導體等廠商也已經涉足8英寸SiC襯底，未來，有望誕生更多8英寸襯底材料、設備等方面的先進技術，推動國產化進程。

TrendForce集邦咨詢此前表示，從6英寸升級到8英寸，襯底的加工成本有所增加，但可以提升芯片產量，8英寸能夠生產的芯片數量約為6英寸SiC晶圓的1.8倍，向8英寸轉型，是降低SiC器件成本的可行之法。同時8英寸襯底厚度增加有助于在加工時保持幾何形狀，減少邊緣翹曲度，降低缺陷密度，從而提升良率，采用8英寸襯底能夠大幅降低單位綜合成本。各大廠商積極布局8英寸，技術方面持續突破，有助于推動良率提升，對于未來8英寸大規模普及意義重大。