集微访谈 | Victor Veliadis：碳化硅晶圆大小的成本与降价逻辑；硅基芯片从IDM到Fabless之路为何不适合碳化硅？

【本期受访人：Victor Veliadis。PowerAmerica常务董事兼首席技术官。IEEE国际宽禁带半导体技术路线图委员会(ITRW)主席、美国北卡罗莱纳州立大学教授、国际电气和电子工程师协会会士(IEEE Fellow)。拥有约翰霍普斯金大学电气工程博士学位，累计管理过亿美元的半导体产学研项目。】

集微访谈：Victor你好，很高兴能在2023年结束之前有这样的机会就碳化硅问题和你做一次交流。目前电动汽车正在从400V向 800V以上的高电压平台发展，带动了碳化硅上车用料的大幅增加，除了车用之外，你认为2024年碳化硅的拓展场景还有哪些？

Victor Veliadis：为了使碳化硅这种新技术相对于现有竞品材料——硅，具有成本竞争力，需要大规模应用以实现规模经济的成本降低。对于碳化硅而言，光伏逆变器是最初可实现批量应用的领域，因为其重量和体积较小，这在屋顶安装时非常有实用价值。

然后，xEV（注：HEV混合动力车和BEV电池电动车，两者统称为xEV）革命到来了，碳化硅的工作效率带来了巨大的好处，如相同电池的续航里程更长，或者使用更小的电池实现相同的续航里程，充电速度更快，所有这些都是非常有价值的竞争优势。xEV应用是碳化硅大规模商业化的机会，可通过建设大量基础设施并降低成本来实现规模经济。

与硅基相比，其他应用现在将受益于碳化硅衬底、外延的量产和xEV销量带来的成本竞争力。 我们将看到碳化硅在其他应用中的快速部署：工业电机驱动器将受益于碳化硅的工作效率，并且随着+3.3kV碳化硅MOSFET的商用，欧洲和亚洲的铁路以及电网可再生和现代化应用将推动碳化硅的进一步发展。总的来讲，碳化硅的发展方向除了汽车之外，还有光伏逆变器，工业电机驱动器和铁路电网等应用场景。

集微访谈：最近日本传出消息，东芝和罗姆（Rohm）将投入巨资，联合布局功率半导体，你是否在关注双方的这个合作？此次合作将对日本功率半导体市场产生怎样的影响？

Victor Veliadis：日本、欧洲和美国较早开发和布局碳化硅，韩国、中国大陆和台湾地区是相对较晚的玩家。罗姆是全球顶尖的功率半导体器件制造商之一，尤其是在碳化硅 MOSFET方面，他们都已经推出不少迭代产品了。东芝在微电网、储能和其他电力电子应用领域也拥有强大的市场影响力。碳化硅半导体正在针对特定应用进行定制，因此除了针对应用定制芯片之外，这也是供应链和更富有弹性的双方协作。我们会看到这样一种合作会越来越多：即碳化硅半导体公司与某些电力电子公司的合作，后者为前者的发展提供资金。日本拥有非常强大的碳化硅半导体市场，可以直接导入碳化硅系统集成商，三菱电机就是一个很好的例子。通过这次合作，Rohm的半导体业务会更加强大，东芝也会获得碳化硅供应商的青睐。

集微访谈：日本有几家大型碳化硅供应商，但与英飞凌、ST、安森美等龙头企业相比似乎有些逊色或者不同。您认为日本碳化硅制造商有哪些特点？

Victor Veliadis：日本的碳化硅制造已经活跃了数十年，罗姆和三菱电机等公司是顶级的碳化硅公司。罗姆与ST、英飞凌以及后来者Onsemi处于同一水平。三菱电机并不在市场上提供碳化硅芯片，而是将它们导入到自己的系统中，以在系统层面更具竞争力。日本在碳化硅方面颇有竞争力，与美国和欧洲公司水平相当。

集微访谈：随着8英寸晶圆的大规模量产，有一种预测认为未来几年碳化硅可能会因供应过剩出现显著降价，你是否同意这种观点？

Victor Veliadis：这取决于如何定义“未来几年”，也就是具体所指的实际年份的含义。8英寸碳化硅晶圆的每平方厘米最初价定价高于6英寸晶圆。未来5年，6英寸碳化硅仍将至少占碳化硅全球总产量的50%。当8英寸每平方厘米的价格与6英寸相同时，可以实现20%的降价。但必须留意，当6英寸和8英寸平方厘米的价格持平时，由于8英寸的面积比6英寸多44%，成本也高44%。因此，碳化硅晶圆从6英寸到8英寸的降价幅度与硅晶圆的降价逻辑不同，因为6英寸硅晶圆和8英寸硅晶圆的成本差不多相同。

集微访谈：目前，各大碳化硅供应商从衬底、外延到器件基本都以IDM的方式运营，您认为未来宽带隙半导体材料生态系统也会沿着“无晶圆厂-代工”模式的路线图发展吗？

Victor Veliadis：碳化硅代工模型与硅的代工模型有很大不同。碳化硅芯片制造商不仅像硅那样在设计上竞争，而且在制造加工技术上也展开竞争。因此，碳化硅代工厂并不像硅基那样简单，后者为无晶圆厂公司提供 PDK设计，并且所有硅基处理都是相同的。碳化硅供应商在设计、制造和工艺上展开竞争，大多数碳化硅芯片制造商都拥有晶圆过程控制IP。因此，如果一家碳化硅代工厂有20个客户，每个客户都有 5种不同的制造工艺，那么它必须支持100种工艺并保护相关IP，从而阻止规模性经济来进行价格竞争。因此，碳化硅代工更加复杂，但肯定会取得成功，就像 PowerAmerica与XFAB所做的工作一样。碳化硅代工厂必须采取某些措施适应多个碳化硅无晶圆厂用户及其拥有的特定制造处理IP，当然，这个说起来就很复杂了，有时间我们可以再详细讨论。

（校对/杜莎）