SiC上车正成AMB突破口,本土企业有望成为百亿级市场国产化担当

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集微网消息,汽车电动化正带动SiC加速上车,SiC产业链也随之受益快速发展,其中,功率模块封装技术AMB(活性金属钎焊)也受到了市场青睐,业内人士表示,“AMB基板作为SiC的核心配套材料,目前推广的难点在于成本较高,将伴随SiC上车在新能源汽车领域取得突破。”

而为了满足汽车电动化发展需求,国内外企业早已在对SiC进行布局,并涌现出了天科合达、天岳先进、同光晶体、世纪金光、露笑科技、中科钢研、泰科天润、武进科华等产业链企业;在AMB领域,本土企业相对较少,不过,借助SiC加速上车趋势,正吸引越来越多的企业加大对AMB布局。

新能源汽车正成AMB基板突破口

随着汽车电动化快速进入到2.0快充阶段,市面上续航超过500公里的纯电车型越来越多,市场对快充时长也提出了更高要求,需要从目前普遍的30-60分钟缩短至20分钟以内,部分企业甚至提出了5分钟的极速补能方案。

市场新变化,对高压充电平台以及功率器件提出了更高要求,而SiC凭借耐高压、耐高温、高效率、高频率、抗辐射等优势,在电控场景中能量损耗比Si基芯片减少一半,被认为将取代IGBT,成为未来高压充电平台的核心器件,也是电动汽车性能和应用体验度提升的关键器件,受到了市场的热捧,供应链也涌现出了天科合达、天岳先进、同光晶体、世纪金光、露笑科技、中科钢研、泰科天润、武进科、比亚迪电子等一批企业。

“虽然现在SiC成本比IGBT高,但SiC能在后期节省更多使用成本,从整个生命周期看,采用SiC性价比更高。”某业内人士表示。而近期,某国内功率器件大厂内部人士也认为,SiC的产能正在陆续出来,随着产量不断扩大,成本会越来越低,预计未来3-5年SiC就会对IGBT形成整体的成本优势,从而获得更好普及。

SiC规模化上车已开始进入倒计时,据了解,目前已有特斯拉Model 3、比亚迪汉、蔚来ES7/ET7/ET5、小鹏G9、吉利Smart精灵、五菱凯捷混合动力版和五菱星辰混动版等车型搭载SiC,另外,丰田、奔驰、现代、雷克萨斯、Lucid、Karma等品牌也有计划推出相应的SiC车型,新能源汽车品牌以及高端车型已成为SiC上车的重要推手。

SiC上车提速,正促使上游SiC产业链企业加快发展,其中AMB也将受益获得快速发展。

据了解,AMB基板铜层结合力在16N/mm~29N/mm之间,要大幅高于DBC工艺的15N/mm,更适合精密度高的陶瓷基板电路板,这一特性也使得AMB基板具备高温高频特性,导热率为DBC氧化铝的3倍以上,且使用过程中能降低SiC约10%的热阻,能提升电池效率,对SiC上车并改善新能源汽车应用有明显的提升效果。

不过,AMB工艺也还存在一些短板,其技术实现难度要比DBC、DPC两种工艺大很多,对技术要求高,且在良率、材料等方面还有待进一步完善,这使得该技术目前的实现成本还比较高,“AMB被认为是SiC的最佳搭配方案,不过目前AMB基板的成本大约是DBC的3倍左右,这是阻碍它发展的重要因素。”业内人士进一步指出,“随着SiC不断在汽车上取得突破,AMB有望借助新能源汽车的发展,获得新的发展机遇,而且会随着新能源汽车产销量的不断突破而加快渗透。”

市场正催生一批国产供应链企业

AMB基板对SiC的配套优势明显,产业链也看到了这一机遇,有业内人士分析,至2025年国内新能源汽车AMB市场规模有望超过60亿元,此外在光伏、风电、轨道交通等领域,也对AMB有着巨大需求,可预见市场规模超100亿级。不过受制于AMB技术门槛较高,本土供应链聚焦AMB技术方案的企业尚不多,目前国内很大部分需求由国际企业来满足。

据了解,目前在AMB领域,比较领先的企业主要来自欧、日、韩,如德国的罗杰斯(Rogers Corporation)、贺利氏科技集团,日本的同和控股(DOWA)、碍子株式会社(NGK)、电化株式会社(Denka)、京瓷株式会社(KYOCERA Corporation)、东芝高新材料公司,韩国的KCC集团、AMOGREENTECH等。

受益于SiC新机遇,部分国际企业已在计划对AMB进行扩产,如东芝高新材料公司已于去年开设大分工厂,开始生产氮化硅陶瓷基板;今年2月,罗杰斯官宣扩大德国埃申巴赫工厂AMB基板产能。

在国际企业积极扩产之时,本土也涌现出了一批AMB基板生产商,如博敏电子、芯舟电子、华清电子、富乐华半导体、铠琪科技、德汇电子、漠石科技、圣达电子、天杨电子、宋瓷新材料、威斯派尔半导体、精瓷半导体、中江新材、比亚迪、同欣电子、立诚光电、丰鹏电子等。

从目前看,已有一定数量的本土企业在研发和生产AMB基板,而在业内人士看来,本土企业在技术上,较国际领先企业还存在一定差距,其中,陶瓷基板、烧结材料、烧结工艺、铜皮铜箔烧结工序等仍是考验一家企业AMB技术实力的重要指标,国内部分企业仍处于研发阶段。其中,博敏电子、芯舟电子、华清电子、富乐华半导体、德汇电子等少数企业已开始脱颖而出。

博敏电子微芯事业部生产的基于AMB工艺的陶瓷衬板为功率模块中的重要部件之一,具备高导热、高可靠、耐热性、耐冲击、高性能等优势;相关产品已在轨道交通、工业级、车规级等领域取得认证,产品先后在航空体系、中车体系、振华科技、国电南瑞、比亚迪半导体等客户中开展样板验证和量产使用。在产能上,目前博敏电子产线设计产能为8万张/月,预计到今年底将达到15万张/月,2023年有望扩张到20万张/月。

芯舟电子是国内自研AMB技术最早的企业之一,拥有自主的焊料、烧结技术,并能达到国际领先水平。2021年10月,芯舟电子获博敏电子增资约500万元,双方在AMB领域展开合作。据了解,双方合作后,仅半年时间,推出的产品已获得SiC功率半导体相关客户的认可。

华清电子则是国内规模最大、产量最高的氮化铝陶瓷基板企业,获北汽和上汽战略投资,2021年底再成功融资1.8亿元,融资资金主要用于氮化铝陶瓷基板扩产、陶瓷金属化产品生产线建设。

富乐华半导体、德汇电子也是国内为数不多形成AMB规模的企业,前者依托Ferrotec集团,已形成年产功率半导体覆铜陶瓷载板1800万片产能,今年上半年拟10亿元再投建年产1000万片半导体功率模块陶瓷基板产线。后者二期项目已进入试生产阶段,待投产将实现144万片/年高性能陶瓷覆铜板年产能,目前正在积极导入IATF16949国际汽车行业质量管理体系技术规范。

需注意的是,由于SiC还处于“上车”爬坡阶段,目前AMB工艺主要应用于IGBT领域,如博敏电子,其利用AMB的优势,替代IGBT中的DBC工艺。

(校对/占旭亮)

责编: 邓文标
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