公众号
当前位置:栏目>最新>文章详情

Qorvo 加速进军碳化硅市场

来源:汽车商业评论(钱亚光)23年3月27日 11:00

在3月21日,Qorvo在京举办的线下媒体沙龙活动中, 来自Matter、UWB、汽车和碳化硅功率半导体等方面的专家介绍了各自的进展。



可能很多人没听说过Qorvo,它是2015年由RF Micro Devices, Inc.与TriQuint Semiconductor, Inc.合并而成的。合并前两家公司都是从事射频技术的供应商,但二者重合业务很少,因此合并后二者的资源得以共享,成本得以进一步降低,达因此逐渐成为了创新射频解决方案的全球领先供应商。

Qorvo在2022财年营收达46.5亿美元,现有员工8900名。现在的Qorvo关注长期增长的创新连接和功率解决方案市场,连接包括:先进UWB、GaN、无线基站、loT、W-Fi、宽带;功率包括:新能源汽车、电机控制、可再生能源、电池管理等等领域。并致力于为多样化、高容量细分市场提供多元化增长动力。

在传统领域,Qorvo继续保持RF市场领导地位,面对未来需求提供高性能、可靠和紧凑的RF解决方案。面向车载RF应用,Qorvo提供了广泛的产品组合,包括功率放大器、低噪声放大器(LNA)、高线性前端模块(FEM)、温度补偿型BAW滤波器和低损耗开关。这些车规器件可全面支持Wi-Fi、SDARS卫星无线电以及车对车、车对基础设施、车对行人(V2X)等应用的RF数据流。

Qorvo拥有成熟的RF GaN代工厂,先进的GaN代工工艺、大批量制造及先进互连能力,基于深度制造和化合物半导体专业知识,不断优化产品组合,打造并交付业界最好的RF产品。

在新的功率领域, Qorvo最近与SK Siltron签订了长期碳化硅(SiC)供应协议,提高了公司的半导体供应链弹性,将更好地满足快速增长的汽车市场需求。此前,通过收购Active-Semi,公司涉足了可编程电源管理和电机控制芯片;通过收购UnitedSiC又扩大了高功率应用的市场机会。



据行业资深机构 Yole 分析,受汽车应用的强劲推动,尤其是在电动汽车主逆变器方面的需求,SiC 市场高速增长。他们同时指出,除汽车外,工业和能源应用也将给 SiC 带来巨大的增长。在这种情况下,Yole 预测,预计到 2027 年,SiC 器件市场将从 2021 年的 10 亿美元业务增长到 60 亿美元以上。

这项价值数十亿美元的业务也吸引了玩家前赴后继地投入其中,收购UnitedSiC,是 Qorvo 因应市场需求做出的决定,而UnitedSiC 是SiC市场的先驱之一。

UnitedSiC 成立于 1999 年,主要为高效功率转换应用部署 SiC 晶体管和二极管解决方案。其产品组合目前涵盖80多个SiC FET、JFET和肖特基二极管器件。



在2009年的时候,一群相信 SiC 前景的企业家收购了该公司 。之后UnitedSiC 的工艺成功被一家代工厂使用, 使用当时可用的最大衬底 (4 英寸)。2014年,UnitedSiC 开始在 6 英寸代工厂布置其领先的 SiC 工艺,并于 2017 年出货符合 AEC-Q101 标准的SIC FET产品。

2020 年,UnitedSiC 引入了第 4 代 SiC 技术,从而能够在 750V 下引入新的 FET,加速公司宽禁带产品在汽车和工业充电、电信整流器、数据中心 PFC DC-DC 转换以及可再生能源和储能等领域的应用。

2021年,Qorvo收购了UnitedSiC,借此把业务范围扩至快速增长的电动汽车、工业电源、电路保护、可再生能源和数据中心电源市场,显著扩大了Qorvo在高功率应用领域的市场机会。

2022年5月,Qorvo推出了1200V第4代SiC FET,其额定电压为行业领先的 750V 和 5.9 毫欧 RDS(on),能给 EV 充电器、DC-DC 转换器和牵引驱动器至关重要的 SiC 效率和性能的新水平,可以在电信/服务器电源、变速电机驱动器和太阳能光伏 (PV) 逆变器市场发挥重要的作用。



在3月21日,Qorvo在京举办的线下媒体沙龙活动中,Qorvo碳化硅事业部销售总监Sam Koh介绍,电动车是碳化硅最大的应用领域,此外在充电站、IT基础设施、光伏储能等领域,碳化硅也有着广泛的应用。


在汽车上面主要有三个方面应用,一是车载充电机OBC(Onboard Chargers),二是DC-DC转换器,三是电机。



Qorvo高级现场支持工程师周虎表示,碳化硅在新能源汽车市场优势明显,但一些技术在实现的过程中依旧存在一些痛点亟待解决。

目前在新能源汽车的使用场景中,在电动机驱动部分传统的设计主要使用IGBT器件,由于IGBT是MOSFET和BJT组成的复合型半导体器件,因此具有耐高压以及抗电流冲击能力较强的特性。

但由于IGBT在小功率、小电流的应用场景中的导通损耗比较大,开关损耗也较大,关断时还有拖尾电流,因此造成IGBT的开关频率相对较低,从而系统体积难以小型化。但是IGBT在高电压、大电流的应用场景中优势明显,因此在汽车领域,IGBT适合用于重机型的场景中,例如:重型卡车、高速列车等。



而碳化硅器件导通阻抗相比硅基Mosfet更低,在较小功率或较小电流应用中,其损耗小于IGBT,更符合小型轿车的应用场景。而且碳化硅的热传递性非常好,且绝缘能力强,这些特性非常适合高功率应用。除此之外,碳化硅器件的开关频率可以做得更高,可以帮助客户减小系统尺寸并减少成本,提高功率密度。

产能不足是导致碳化硅成本无法下降的主要痛点,也是碳化硅无法在常规车型中得到普及应用的一大痛点。如今,不少碳化硅企业开始尝试通过增加晶圆面积来解决此类痛点,将传统的4英寸或6英寸晶圆提升至8英寸甚至未来12英寸的晶圆。但是,在提升晶圆面积的同时,如何保证良率是目前需要解决的挑战,目前良率相对稳定的依旧是6英寸及以下的晶圆。

周虎表示,目前业界为了兼容全级别车型快充功能开始推动800V电气架构,功率相同的情况下,通过抬高电池电压,从而减少流过的电流,减少发热损耗来提高汽车的续航里程。因此800V高压也成为了碳化硅在新能源汽车领域中的主要战场。但在800V高压的实施过程中,汽车的“三电”系统、空调压缩机,DCDC直流变换器,OBC车载充电机等必须要满足在高压平台上安全工作;必须重视这个电压平台下对平台的绝缘,器件的耐压及漏电等相关安全考虑;还要考虑在高压及大电流工作环境下如何保证电池的安全、如何合理计算电池整体续航里程并保证电池使用寿命等问题。

Sam Koh总结,Qorvo的碳化硅产品主要针对的是1KW以上的高功率市场。碳化硅的市场需求会一直增长,因为现在不转去用碳化硅的原因,第一是相关技术还没真正的稳定;第二,价格还是比硅产品的价格贵30%-40%。但是以后市场需求涨上来以后,价格会下来,要是碳化硅的价格可以跟硅的价格一样,肯定大部分的应用会被代替掉。