长城汽车SiC链条万事俱备,只待东风

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随着新能源汽车逐渐由400V向800V高压平台推进,以满足消费者日常出行和长途旅行的市场需求。SiC芯片因其出色的耐高压、高结温应用等特性,被广泛应用于电驱逆变器、电动汽车车载充电(OBC)和直流-直流变换器(DC-DC)等关键零部件中。

长城汽车从SiC衬底、外延、芯片、功率模块、电驱应用等功率半导体上下游入手,或投资,或合作,补齐产业链,为长城新能源汽车提供拥有核心技术、自主可控的产业链条。

链条内的企业,近两年来成果颇丰,获得了多轮融资,产品顺利装车,生产也逐渐步入正轨,有待整车的爆发。

SiC衬底:投资

长城汽车就第三代半导体产业链投资了一家SiC单晶衬底公司——同光股份。该衬底公司在三个月前宣布完成F轮融资。

F轮融资规模为15亿元,由深创投新材料基金、京津冀产投基金领投,保定高新创投、河北产投联合投资。所融资金将用于进一步加速重点项目布局,加筑技术壁垒,构建企业级生态体系,培养第三代半导体行业人才。

本轮融资也是同光股份过去12年拿下的至少9轮融资之一。

同光股份成立于2012年,位于保定国家高新技术开发区,是中科院半导体所的合作单位,主要从事第三代半导体材料碳化硅衬底的研发、生产和销售,主要产品包括6/8英寸导电型和高纯半绝缘型碳化硅衬底。

据官网介绍,同光的产品已涵盖4英寸、6英寸、8英寸高纯半绝缘型和导电型碳化硅单晶衬底,并成功应用到我国5G通信和电动汽车领域中。其中,4-6英寸高纯半绝缘型衬底各项技术指标均达到国际先进水平;6英寸导电型衬底已取得关键工程化技术突破,达到车规级功率半导体芯片的应用标准;8英寸导电型衬底实现小批量生产。

今年2月份,同光股份的SiC衬底项目和粉体项目均顺利通过验收。其中衬底项目是公司首条SiC衬底产线的第三阶段建设项目。该项目自2017年启动规划,历时七年,于2024年2月顺利完成验收,意味着该项目全面投入生产已无障碍。

2020年3月,同光股份与涞源县人民政府签署协议,政企共建年产10万片4-6英寸SiC单晶衬底项目,布局单晶生长炉600台。2021年9月,该项目正式投产。2023年又对该产线进行了改造,并计划新建一条产线,预计改造产线和新建产线的投产,将使该工厂的SiC衬底产能提高到30万片左右。同光股份副总经理王巍曾表示,该公司2024年年内部产能规划达30万片,计划2025年实现50万-60万片。

与SiC衬底项目同时通过验收的SiC粉体项目由同光股份全资子公司河北同光新材料有限公司负责承接,计划投资7.4亿元,旨在建设一条年产能为165吨的SiC原材料生产线。2月验收的项目,实际产能为80吨。

SiC外延片:自研

今年2月,由长城汽车控股赛达半导体碳化硅外延项目环评消息公示。

公告显示,该项目建设地点在河北省保定市徐水经开区,项目总投资约14.7亿元。项目占地11979m ,总建筑面积7887m ,将租赁长城汽车徐水分公司原有厂房和空地(华讯厂房),形成公司生产和研发厂房。先期产能1.5万片/年,2027年规划产能为30万片/年。

企查查显示,赛达半导体成立于2023年10月,为稳晟科技全资子公司;而长城汽车董事长魏建军为稳晟科技的实际控股人。

SiC芯片:与外资大厂合作

今年3月8日,芯动半导体与意法半导体在深圳签署战略合作协议。

芯动半导体指出,新能源汽车市场不断扩大,SiC芯片的需求量也在持续增长。为稳定SiC芯片供应,芯动半导体与优质供应商建立长期合作关系,以保障更好地在SiC功率模块领域深耕发展。此次与意法半导体就SiC芯片业务签署战略合作协议,也将进一步推动长城汽车垂直整合,稳定供应链发展。

12月1日,芯动半导体与博世汽车电子在上海签署长期订单合作协议。

双方在SiC业务的战略合作,目的同样是稳固碳化硅供应链。同时,也将促进芯动半导体形成更加集聚的发展格局,进一步推动产业链融合。

芯动半导体的团队始创于2021年10月。次年10月,长城汽车使用自有资金与魏建军、稳晟科技共同出资设立芯动半导体,注册资本5000万元,其中公司认缴出资额1000万元,占比20%;稳晟科技认缴出资3500万元,占比70%。

IGBT/SiC功率模块:自研自制

2023年11月,芯动半导体自主研发的GFM平台 750V/820A IGBT功率模块顺利装车哈弗枭龙 MAX,首次实现在新能源汽车主驱控制器中的规模化应用。

基于GFM平台第一个产品的顺利装车,芯动半导体已形成平台化开发模式,在相同封装下兼容模块电流规格550A-950A,全面覆盖功率等级80kW-200kW,并将逐步实现批量装车及量产。同步开发的800V高压模块产品,采用全新封装形式,结合SiC技术应用,支持整车高压化平台需求。

芯动半导体的模块产品还包括SFM平台1200V SiC模块以及应用于车规DC/DC、OBC的80mΩ~16mΩ SiC MOSFET分立器件等产品。

SFM平台SiC模块,主要应用于新能源汽车主驱逆变器。采用进口成熟沟槽栅SiC mosfet、Clip设计+纳米银烧结,工作结温可达Tjop=175℃。椭圆pin-fin散热结构可有效降低热阻,寄生电感5nH,并可支持900V工作电压。

芯动半导体CTO洪涛博士曾表示,芯动半导体在SiC领域的研发成果,依赖于国内半导体产业的蓬勃发展和市场机遇,也得益于长城汽车、同光晶体等河北省第三代半导体产业链的强大基石。

目前,芯动半导体无锡工厂已完成建设,自去年2月奠基以来,历时8个月,工厂主体完工,并于10月28日实现首条产线通线。该工厂总投资8亿元,建筑面积约30000㎡,规划车规级模组年产能120万套。

SiC电控:乘商皆有

电驱动技术方面,蜂巢传动围绕“集成、高压、高速、高效”四个维度,展出200kW高功率T型电驱动总成,其最高效率超95%,多重创新技术的应用,提升扭矩密度的同时提高产品NVH性能。

同时,他们还展出了SiC单电机控制器,兼容换挡脱开控制,SiC模块采用HPD封装;三合一电源控制器(芯动SiC功率管)、二合一小型化电源控制器(氮化镓)、800V系统DC-DC控制器全产品自主研发从功率模块到硬件、软件、结构、功能安全,应用于HEV、PHEV、BEV以及氢能等新能源车型。

长城汽车旗下的如果科技在去年11月的进博会上展出九合一碳化硅商用车电驱。这款全栈自研的商用车九合一动力域控制器(PIU),是长城商用车面向未来物流市场,通向场景定制车辆的密钥,支持800V平台,其SiC及IGBT封装全部自研。

SiC整车:待爆发

2022年8月,长城汽车推出了全新品牌沙龙汽车旗下的首款车型--机甲龙,作为碳化硅车型,引进了800V高压技术,支持800V超级快充,峰值电流高达600A,充电10分钟,即可实现CLTC续航401公里。

与国内SiC整车款数不断增加的节奏相比,长城的速度慢了下来,不知何时能爆发,再秀一把肌肉。