WNEVC 2021 | 嘉兴斯达半导体股份有限公司董事长沈华:车规级功率半导体技术与产业化

WNEVC 2021 | 嘉兴斯达半导体股份有限公司董事长沈华:车规级功率半导体技术与产业化

2021年9月15-17日,“第三届世界新能源汽车大会”(WNEVC 2021)在海南省海口召开,由中国科协、海南省人民政府及中国科学技术协会、海南省人民政府、科学技术部、工业和信息化部、生态环境部、住房和城乡建设部、交通运输部、国家市场监督管理总局、国家能源局共同主办。

本次大会以“全面推进市场化、加速跨产业融合,携手实现碳中和”为主题,邀请全球各国政产学研各界代表展开研讨。

其中,在9月15日举办的“车规级芯片技术突破与产业化发展”大会主题峰会上,嘉兴斯达半导体股份有限公司董事长沈华发表精彩演讲。

沈华主要观点如下:

1. 功率半导体器件是新能源汽车电机驱动系统的核心零部件,对整车的性能、可靠性和成本有重要影响;

2. 在车用功率半导体器件领域特别是IGBT领域,国内厂家已经可以提供所有功率段的IGBT产品;

3. 碳化硅是发展趋势,斯达今年开始量产,明年大规模生产。

以下内容为现场演讲实录:

各位领导,各位专家,各位来宾,大家下午好,我介绍一下功率半导体方面的问题,这个题目是车规级功率半导体的技术与产业化,我分5点内容跟大家讲。

车规级芯片在电动车里面有几个简单的图,如果更详细一点的话,这个是主逆变器,功率400千瓦,它是用碳化硅来做;充电器是IGBT或者碳化硅,它的功率是22千瓦;还有就是PC的加湿器等等的这些加起来就是功率半导体的范围,用的量非常的多。刚才英飞凌的曹总介绍了,功率半导体器件占多少也是一个问题,在48V微混的里面也有占一定比例;插电式的车功率半导体芯片是785美金,功率半导体占了40%以上;如果纯电动的话,那价格更高,大概是775美金,功率半导体基本是一半,从价值来说功率半导体在电动车上面非常重要。

它对技术要求主要是4个方面,一个是高电压等级,还有800V快充;还有高效,提高续航里程;第三个是高可靠性;最后一个是高功率密度,降低体积及成本,这个是现在和今后的方向。

对芯片来说大家可能看了很多,IGBT芯片让它的密度更小,从制造方面都是到12寸,让它的制造成本更低,密度更高和成本更低目的还是为了提高效率和降低成本。

大家也知道现在碳化硅很热,特斯拉用了很多的碳化硅器件也是一个趋势。考虑的几个因素,一个是效率的提升,功率密度的提升,还有系统的成本降低。一般来说我们对碳化硅的要求是,如果它的成本越降越多,就会越用越多,如果降低到跟市场上的价格一样,这种情况不太可能。如果IGBT的成本越来越低,或者有技术革命的话,IGBT会继续用下去,甚至可以更加多一点,我相信今后也是不同的情况用不同的器件。

我们把不同的功率半导体器件设计在一个功率模组里面,第二个一般以前都是一个Casing的模块现在用Transfer molding,他的散热更快,这个对目前也是一个趋势,对模块的制作的工艺现在也有很多新的技术得到应用,超声波焊接技术和铜线键合技术这些已经应用了。

接下来我介绍一下斯达半导体,我们2008年跟奇瑞合作,当时推出车规级MOSFET模块,从2008年开始5年做了6万辆车;2011年推出了IGBT模块;2013年的时候成立了上海道之公司,专注于芯片和器件研发生产;2014年成立了欧洲研发中心;2017年FRD研发成功;2018年整个系列完善了;2020年上交所主板上市。

到目前为止我们650V、750V、1200V全部在量产,合作伙伴是芯片的制作厂家,车规级的模块里面用了最先进的Ultra-sonic技术。我们有不同的选择,包括P3模块,这个是用在A00车上面的IGBT模块,P4出来的比较早,还有P7模块是比较新的。不同的模块对应不同的技术,不同的等级对应不同客户的解决方案。

这是我们最新的模块,是碳化硅MOSFET,这个是有铜箔等等,是已经开始量产的产品。

公司率先打破了国内车规级功率模块被国外厂家垄断的局面。2008年开始配套新能源汽车,到2020年48V应用了超过13万了,这是我们2020年年报上登记的,可能是第六家功率器件最多的企业。今年上半年装车已经超过20万辆,我们公司碳化硅模块获得了国内外乘用车和商务用车的订单,今年开始量产,明年大规模生产,PPT中已经列了小批量的车,从A00到B级车、电动大巴都有。

功率半导体器件是新能源汽车电机驱动系统的核心零部件,对整车的性能、可靠性和成本有重要的影响,谢谢大家。

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)