特斯拉要減少75%的SiC使用量，會(huì)導(dǎo)致行業(yè)產(chǎn)能過剩嗎？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/梁浩斌）上周特斯拉的2023投資日雖然沒有得到投資者的認(rèn)可（當(dāng)天股價(jià)最高下跌8%），不過在汽車部分，特斯拉還是帶來了一些稍微“震驚業(yè)界”的消息。

其中除了期望從整車量產(chǎn)規(guī)?；?dòng)力總成和生產(chǎn)制造三個(gè)方面來降低50%的成本之外，另一個(gè)對(duì)行業(yè)影響較大的舉措是，特斯拉在下一代平臺(tái)中將減少動(dòng)力總成部分75%的碳化硅“使用量”，且不影響能效。作為最早在電動(dòng)汽車上大規(guī)模應(yīng)用碳化硅的車企，如今竟然說要減少碳化硅用量，這給整個(gè)SiC行業(yè)都可能會(huì)造成一定沖擊。

不過目前還存在一些疑問：特斯拉是如何做到的？其他廠商會(huì)跟進(jìn)嗎？過去幾年SiC行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)的產(chǎn)能何去何從？這篇文章將會(huì)簡單探討一下或是推測(cè)這些問題的答案。

特斯拉如何降低75% SiC用量？

在2023投資日上，特斯拉并沒有詳細(xì)說明他們是如何做到降低75% SiC用量的，給出降低“用量”的說法其實(shí)也比較含糊不清。原因方面，最顯著的是成本問題，由于當(dāng)前整個(gè)SiC市場(chǎng)仍然是處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，所以如果降低SiC器件的用量，可以大幅降低成本；另一方面是，此前有消息稱在過往的幾年間，特斯拉采用SiC的主逆變器失效率要明顯比IGBT高；除此之外，特斯拉去年向安森美新增了IGBT的訂單，其中有對(duì)SiC供應(yīng)不足和失效率高的擔(dān)憂。

從特斯拉的說法中，可以明確的是未來特斯拉車型中仍會(huì)使用SiC器件，但降低“用量”方面，目前業(yè)界主流的猜測(cè)有兩個(gè)方向：一是采用SiC、Si混合功率模塊；二是通過器件工藝的提升，來降低器件成本、SiC器件數(shù)量等。

圖源：SiC、Si、混合功率模塊封裝對(duì)比評(píng)估與失效分析－《中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)》

第一種近期在業(yè)界的討論較多，即大概使用2顆配套6顆IGBT封裝混合模塊，這種模式符合“降低75%用量”的說法，同時(shí)還可以靈活調(diào)配。這種方式可以利用SiC和IGBT的優(yōu)勢(shì)，通過系統(tǒng)控制，令SiC運(yùn)行在開關(guān)模式中，IGBT運(yùn)行在導(dǎo)通模式。SiC器件在開關(guān)模式中損耗低，而IGBT在導(dǎo)通模式中損耗較低，所以這種模式有可能實(shí)現(xiàn)在效率不變的情況下，降低SiC MOSFET的使用量。

其實(shí)去年供應(yīng)鏈也曾傳出特斯拉將導(dǎo)入SiC和IGBT混合功率模塊的消息，結(jié)合目前降低SiC使用量的說法，讓混合模塊的路線可信度更高。

不過也有業(yè)內(nèi)人士表示，SiC MOSFET和IGBT混合模塊也存在一些應(yīng)用上的挑戰(zhàn)，包括用于汽車的封裝工藝穩(wěn)定性、IGBT和SiC MOSFET并聯(lián)電路設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)控制等問題。

而第二種是器件的工藝升級(jí)。有業(yè)內(nèi)人士分析，目前最新的溝槽SiC MOSFET在同功率下所需的芯片顆數(shù)比目前特斯拉所使用的方案要少很多，算上芯片面積大概是降低了75%以上的SiC晶圓面積使用。所以從某種程度上說，受益于SiC成本的降低以及器件工藝的提升，實(shí)現(xiàn)SiC用量降低75%也存在很大可能性。

SiC行業(yè)影響幾何

過去幾年，SiC整個(gè)行業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模都相當(dāng)大，從上游的襯底材料、外延產(chǎn)線，到SiC晶圓廠、功率模塊封裝產(chǎn)線等，都為未來幾年帶來了較大的產(chǎn)能預(yù)期。因此難免會(huì)有人想到，如果特斯拉開始減少SiC的用量，那未來這些SiC產(chǎn)能是否會(huì)迅速過剩？

這個(gè)問題是多方面的，由于目前未知特斯拉的具體策略，比如是在目前的所有產(chǎn)品線上都減少SiC用量，還是在未來的低價(jià)車型中實(shí)行，這都是未知數(shù)。但無論如何，編者都認(rèn)為這對(duì)于當(dāng)前大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)中的SiC行業(yè)不會(huì)造成太大影響。

當(dāng)前整體市場(chǎng)供應(yīng)缺口較大，很多車企對(duì)于采用SiC的最大顧慮是產(chǎn)能，因?yàn)閾?dān)心供應(yīng)問題而未有大規(guī)模推廣SiC的汽車應(yīng)用。畢竟作為第三代半導(dǎo)體，SiC相比IGBT的優(yōu)勢(shì)依然是實(shí)打?qū)嵈嬖诘?，特別在未來有可能逐步普及的800V高壓平臺(tái)中，SiC相比IGBT的優(yōu)勢(shì)會(huì)更加突出。

未來如果特斯拉真的在旗下車型上都推行降低SiC使用量的方案，短期內(nèi)特斯拉的車型成本快速下降，對(duì)其他車企的中低端產(chǎn)品可能造成一定沖擊，對(duì)于高端定位的車型來說影響不會(huì)很大。但長期來看，隨著產(chǎn)能的進(jìn)一步提升，SiC成本將持續(xù)降低，特斯拉方案的成本優(yōu)勢(shì)也將會(huì)進(jìn)一步被抹平。正如特斯拉在HW4.0平臺(tái)上重新應(yīng)用毫米波雷達(dá)一樣，當(dāng)SiC成本、失效率等降至一定水平后，或許又會(huì)再次擁抱SiC。

再退一步說，即使汽車端的需求增長不及預(yù)期，但在新能源汽車之外，光伏、儲(chǔ)能等工業(yè)應(yīng)用依然對(duì)SiC處于剛需狀態(tài)。如果由于特斯拉的需求降低導(dǎo)致SiC產(chǎn)能過剩，那么在光伏儲(chǔ)能等市場(chǎng)的需求能夠快速補(bǔ)充，激活目前受供應(yīng)所限的需求市場(chǎng)。

當(dāng)然，前提是產(chǎn)能擴(kuò)充進(jìn)度在預(yù)期之中，以目前的進(jìn)度來看，業(yè)界普遍認(rèn)為2025年左右才會(huì)真正解決當(dāng)前SiC產(chǎn)能不足的問題。如實(shí)際產(chǎn)能擴(kuò)充進(jìn)展不及預(yù)期，那么即使特斯拉完全棄用SiC，產(chǎn)能過剩的問題近幾年內(nèi)都難以出現(xiàn)。

寫在最后：

特斯拉總能做出令人意想不到的舉措，對(duì)于業(yè)界來說，可能影響更大的是其他車企對(duì)于技術(shù)路線方向的選擇，以及相關(guān)功率模塊供應(yīng)商的產(chǎn)品策略。如果特斯拉的方案真的能顯著降低成本，那么也有可能會(huì)成為未來中低端車型的一種重要技術(shù)路線。