日前，英飛凌科技大中華區高階副總裁兼汽車電子事業部負責人曹彥飛先生應邀出席世界新能源汽車大會，並在會上就“更環保、更安全、更智慧的汽車半導體發展之路”為主題發表了演講。

其中，關於車規級功率晶片的部分，曹總提到目前英飛凌提供矽和碳化矽兩種解決方案並行，並正在使用冷切割的技術來進一步增加產能。

一輛電動汽車平均所包含的半導體成本中，近40%為功率半導體。英飛凌與國內外多家車廠都有廣泛的合作，功率模組HybridPACK™ Drive被裝載在超過20家純電動車平臺上。根據車廠不同的技術路線，英飛凌也可提供矽基或碳化矽基的功率器件來滿足相應的需求。

矽基與碳化矽基解決方案將長期共存

電動汽車當下關注的重點則是續航里程、高功率密度以及系統綜合性價比。在電池裝配較多的高階車型的驅動軸上，碳化矽被更多采用，以增加續航里程；

而在輔助驅動軸上，由於主要使用在急加速工況下，主機廠則更傾向於採用IGBT，以控制成本。

矽基方案和碳化矽方案將長期共存，來實現傳統系統的最佳價效比。

碳化矽材料由於耐高溫高壓、高效、高頻的特性，碳化矽器件可以顯著降低主逆變器的損耗。在相同的功率下，採用800V 碳化矽的主逆變器，整體損耗可以降低69%，折算到每公里的電耗上，可以降低7.6%，由此高壓可以增加7~8%的續航里程。

英飛凌綜合考量了產品效能、可靠性及穩定性等需求， 於幾個月前，推出了首款六合一全橋碳化矽模組，以滿足客戶端多樣化以及快速平臺升級的需求。

這是一款具有1200 V阻斷電壓、且適用於電動汽車牽引逆變器的全橋模組。該功率模組採用車規級CoolSiC溝槽柵MOSFET技術，適用於高功率密度和高效能的應用場景。它將提高逆變器的效率，實現更高的續航里程並降低電池成本，特別適用於800 V電池系統及更高電池容量的電動汽車。

該功率模組提供了在相同尺寸下從矽到碳化矽的簡便升級途徑。這使逆變器設計能夠在1200 V等級下實現高達250 kW的功率，同時實現更高續航里程、更小電池尺寸以及更最佳化的系統尺寸和成本。

應對產能與成本難以突破問題，冷切割技術被應用

相比矽材料，碳化矽具有生長慢、晶圓小、材質硬、切割難度大等特點，對成本和產能都有較大影響。

為了更好地提高產能，英飛凌幾年前就加大了對“冷切割”技術的投入，能有效提升切割效率。

冷切割技術--花費近10億！這項SiC技術“牛”在哪裡？

2018年，英飛凌花費1.24億歐元收購位於德累斯頓的初創公司Siltectra有限公司。Siltectra研發的冷切割（Cold Split）這一創新技術，可以將碳化矽晶圓產能提升三倍以上，同時每片晶圓損失低至80μm，而且晶圓減薄僅需幾分鐘，可節省90%材料。

冷切割工藝簡介：

1、專利鐳射技術定義材料分裂範圍；2、用專用聚合物塗覆材料；3、控制系統冷卻誘導應力精準分裂材料；4、化學清洗聚合物塗層並研磨基材。

據介紹，以單個20毫米SiC晶錠為例，採用線鋸可生產30片350μm的晶圓，而用 Cold Split可生產50多片晶圓。

由於Cold Split生產的晶圓的幾何特性更好，因此單片晶圓厚度可以減少到200μm，這就進一步增加了晶圓數量，單個20毫米SiC晶錠可以生產80多片晶圓。

如果再結合Cold Split背面減薄和回收殘留晶圓，這個晶圓數量可以高達100片。總的來說，相同的SiC晶錠下，它可以生產三倍以上的晶圓，從而為最終器件提供足夠的材料。

比如，針對4釐米的晶柱，傳統切割方法可切出50片晶圓，而採用冷切割技術後，則能達到100-130片晶圓，緩解了產能的壓力。

堅定看好未來SiC的市場潛力

曹彥飛在會上還表示：“對於純電和混電裡的高壓應用，市場預測顯示，2020-2025年功率半導體的年複合增長率將達到28%。而根據我們和國內車廠的溝通，大家對自身電動車產銷量的規劃都遠遠大於當前釋出的一些市場資料，據此，車用功率半導體市場的增長率將會更高。另外，未來5年，矽依然是市場上非常主流的技術，但碳化矽的滲透率會越來越高，預計2025年可以達到30%以上，市場潛力巨大”！