碳化矽（SiC）作為一種基於碳和矽的複合半導體材料，近幾年熱度高漲，半導體公司夸「能打」，整車製造商說「真香」，究竟碳化矽在汽車領域的應用是怎麼回事兒？
這些年，碳化矽在汽車領域挖掘出巨大的增長機會，尤其是電動汽車領域，不僅出現得越來越頻繁，而且發揮著愈來愈重要的作用。法國市場研究公司Yole Développement預測，碳化矽市場作為一個整體將有平均30%的漲幅，到2025年會超過25億美元，其中汽車行業將占15億美元。
碳化矽，有多香？
對於電動汽車來說，續駛里程的延長、充電時間的縮短、電池容量的提高至關重要，而這些方面都和碳化矽有著多重關係。電動汽車保有量的增長，使得碳化矽功率半導體市場需求大增，也讓碳化矽有了更多的「用武之地」，比如車載充電器、DC/DC轉換器和逆變器。
悉數碳化矽在汽車領域的優勢，傳統矽和碳化矽對比堪稱「慘烈」。可以發現，碳化矽功耗低、功率密度提高，這就意味著更小尺寸的產品設計。也就是說，碳化矽器件的特性能讓功率半導體的封裝比傳統矽做得更小，而且和功率器件配套的無源器件、散熱器也能做得更小，這對於「寸土寸金」的汽車空間來說至關重要。
同時，碳化矽還能助力系統效率的提高，比如在主逆變器里，用碳化矽模塊和IGBT模塊相比，能夠提高約5%的系統效率。難怪業界會預測，碳化矽功率半導體市場將在2023年內達到15億美元。
另外，碳化矽還有耐高溫、耐高壓的特性，由此非常適用於高壓場景，比如很多汽車製造商把電池電壓提高到800V，再比如高壓直流充電樁，這些隨著電動汽車的發展而延展出來的高壓應用，無疑會讓碳化矽越發彰顯優勢。
博世為碳化矽擴廠
零部件巨頭——博世曾在幾年前就提出，要推進碳化矽晶片的發展並投入生產。從2021年開始，博世通過複雜的製造工序小規模地生產半導體，並將晶片交付汽車製造商加以驗證。
2022年，博世又給自己定下大規模生產的目標。光是它位於德國的晶圓廠，就增加了1萬多平方英尺的空間，並且還計劃在2023年年底再擴大3萬多平方英尺。
碳化矽半導體能有效利用能源，這種材料的優點在能量密集型的應用中脫穎而出，尤其是電動汽車。按照博世方面的說法，碳化矽要比傳統的矽在利用能源方面整整高出6%，不容小覷。
安森美與寶馬官宣
續駛里程是人們購買電動汽車的首要考慮因素。安森美近期宣布，其與寶馬集團簽署長期供貨協議，將EliteSiC技術用於寶馬400 V直流母線電動動力傳動系統。安森美最新的EliteSiC 750 V M3晶片被集成到一個全橋功率模塊中，可提供幾百kW的功率。
也就是說，寶馬集團未來的電動動力傳動系統加配備安森美的EliteSiC晶片，能夠實現性能的優化，提升電動汽車的續駛能力。值得一提的是，安森美會持續提升穩健的、垂直整合的SiC供應鏈的所有生產步驟，以支持寶馬集團高端電動汽車的快速增長需求。
英飛凌力推解決方案
同為半導體巨頭的英飛凌，也在藉助高端碳化矽解決方案產品來助力電動汽車產業的發展，從電動汽車充電、主逆變器、電機控制、車載充電系統、電池管理等一應俱全。譬如英飛凌的CoolSiC半導體解決方案，通過高功率密度節省系統尺寸，提升可擴展性，藉助更高的效率將電池尺寸縮小高達10%，並且還降低了成本。
特斯拉「喊話」引起的思考
不過，碳化矽也並不全是優點，碳化矽產業鏈主要包括襯底、外延、器件製造、封測等環節。以襯底為例，其在碳化矽產業鏈成本中的占比高達47%，可偏偏碳化矽襯底製備技術壁壘高，加工環節又難又貴又耗時，光是這第一道門檻，就攔住了不知多少入局者。
特斯拉在此前舉行的投資者活動日上，還宣稱：「我們下一代平台將減少75%的碳化矽。」也不知道特斯拉是預備棄用碳化矽，改用同樣熱度很高的氮化鎵；還是回到最初的原點——矽基IGBT。歸根結底，特斯拉的喊話還是與碳化矽的高價與產能小有關。
可以看到，碳化矽在汽車尤其是電動汽車領域熱度很高，但對於它的未來發展，我們不妨冷靜看待。