士蘭微：車規級半導體的優化改進

　　根據德勤統計數據，近十年來整車所用芯片平均數量不斷上升。其中，傳統燃油車單車從2012 年平均使用438顆汽車芯片增長至2022年平均使用934顆芯片；新能源汽車單車從2012 年平均使用567顆汽車芯片增長至2022年平均使用1459顆芯片。

　　在當下國產替代浪潮中，以士蘭微為代表的本土企業產品已經滲透整車廠，積極布局汽車半導體。8月10日，在無錫舉辦“2023中國汽車半導體新生態論壇”暨“第五屆太湖創芯峰會”。士蘭微中功率器件產品線高級市場經理伍志剛分析士蘭微在車規級半導體產品情況，以及揭秘士蘭微如何步入車規級半導體產品發展的快車道。

　　士蘭微一站式汽車半導體產品布局，產品組合全面

　　汽車空調: IPM、IGBT、HVIC、MCU、DCDC

　　LED、LED驅動類:遠/近光燈、霧燈、行車燈尾燈、制動燈、轉向燈

　　傳感器:倒車雷達、胎壓監測

　　主電機驅動: PIM、IGBT

　　BMS電池包管理:高低邊、MOS、DC/DC、LDO、Logic

　　OBC(車載充電器): 大功率DC/DC、MOS、IGBT

　　HVIC助力轉向: PIM、IPM、MOS

　　小電機應用:雨刮器、天窗、車窗、雨刮、電動尾門、車鎖等 LVMOS、MCU、DCDC

　　充電樁: IGBT、MOS

　　車載音響/導航:MCU、音視頻

　　IGBT工藝及優化改進

　　伍志剛先生表示，士蘭微IGBT工藝，MOS元胞結構控制電子流動,起到開關作用，但是這個結構和整個器件影響 Vcesat的導通阻抗，包括短路耐受能力。

　　伍志剛先生表示，針對IGBT工藝特性，士蘭微從3個方面去改進產品：

　　為解決閂鎖效應，士蘭微對元胞設計進行了改進，從平面柵到溝槽柵再到微溝槽，這一系列設計降低Vcesat的同時，提升了產品的整個可靠性。

　　在結構方面，士蘭微進行了垂直結構改進，從穿通非穿通再到場截至，讓器件呈現正溫系數，不斷降低Vcesat的同時，優化整個工藝成本，同時提升器件可靠性。

　　為滿足不同應用場景需求，士蘭微將IGBT產品的工作溫度，從125逐步提升至175度，甚至目標設計200度的產品，去適用不同應用場景需求。

　　伍志剛先生稱，士蘭微IGBT工藝是從2010年就開始量產穿通和非穿通型IGBT。2013年士蘭微量產第一代field-stop的IGBT平面工藝，現在開發的是第六代和第七代產品，士蘭微目標是讓整個折中曲線往理想的開關點去靠近。同時不斷優化工藝參數，優化工藝成本以及可靠性。

　　碳化硅優化改進

　　據Yole統計2021年碳化硅全球市場需求10億美金左右，預計2027年增長接近63億美金的市場體量，市場年復合增長率達到了34%。

　　眾所周知碳化硅功率器件因為工藝不夠成熟導致良品率不高，所以碳化硅目前來說成本比較高。引用Yole數據，碳化硅器件目前的成本占比比較高的是襯底和外延，分別約占47%和23%，二者共約占據70%的成本，前段的設計加研發費用僅占25%左右。

　　伍志剛先生稱，碳化硅器件在未來的發展一個重要目標是降低整體制造成本，主要是從這4個方面：

　　晶圓尺寸方面，現在襯底主流6吋，但是國際先進廠商已經有8寸產品面市，將來8吋會變成主流。晶圓尺寸越大，利用率越高。

　　切割技術方面，當下一種新技術面世，通過激光加工剝離的技術，可以提升出貨量一倍左右，結合8吋晶圓使用的話，整個襯底成本可以有效降低。

　　工藝技術方面，目前整個碳化硅產品制造良率不高，公司工藝制造水平要提升。通過工藝技術發展，例如從平面技術發展到Trech，整個功率密度增加，這是降低成本的方向。工藝技術的迭代，也可以有效地降低整個設計和生產成本。

　　市場規模方面。隨著市場規模體量大幅度增加之后，原材料采購成本也會降低，器件制造成本也將降低。

　　伍志剛先生總結，針對碳化硅模塊需求，士蘭微主要是從鍵合材料、DBC底板迭代、以及焊料產品創新、散熱方式、雜感電感等去改進整個模塊特性。

　　當前，全球半導體行業正在從“缺芯漲價”的高歌猛進，步入景氣度回落的壓力周期。在車規級芯片賦能下，士蘭微將繼續發揮IDM一體化優勢，加速產品研發和迭代，將在高階市場持續提升占有率。