在新能源汽車、光伏、電力電子等市場需求帶動下，全球碳化硅市場規模正在快速成長。而新能源汽車作為碳化硅器件最大的下游應用市場，受益于終端需求驅動，其市場規模也在不斷擴大。Yole表示，在未來5年內，SiC功率器件將很快占據整個功率器件市場的30%。
近日，全球知名半導體制造商羅姆（ROHM）在舉辦的媒體交流會上透露了其在SiC功率器件的一系列相關進展、規劃以及預期，此外還重點介紹了羅姆的第4代碳化硅技術和相應產品。
制定大幅提升產能計劃
2010年率先推出了世界先進的SiC MOSFET，隨后2015年又推出了世界先進的溝槽結構SiC MOSFET，通過多年的努力，羅姆在碳化硅領域已經擁有業內領先的技術開發實力和供貨能力。2021年，羅姆公司掌舵人松本社長提出了最新的企業宣言：成為用電子器件解決社會問題的企業——Electronics for the Future。
據羅姆半導體（上海）有限公司市場宣傳課高級經理張嘉煜介紹，羅姆擁有世界先進的碳化硅材料以及硅、氮化鎵等技術，打造了可以高效處理電力的功率半導體器件。特別是羅姆的IDM（垂直統合型生產體系）和品質保證體系，能夠提供從晶圓到芯片、封裝、模組，可滿足半導體廠商、模塊廠商以及OEM廠商的各種各樣的需求。
為保持在SiC器件市場的競爭力，羅姆近兩年和諸多客戶進行技術上的合作。2020年與緯湃科技合作開發碳化硅電源解決方案，同年與臻驅科技建立了聯合實驗室，也是進行以碳化硅為主的電源解決方案的開發。2021年與吉利簽署了戰略合作協議，與正海集團成立碳化硅功率模塊合資公司海姆�？�，同年，被UAES(聯合電子)公司認證為碳化硅功率器件解決方案的首選供應商，產品用于逆變器。2022年，Lucid公司OBC應用了羅姆的SiC MOSFET。同年，羅姆的SiC MOSFET也通過了賽米控公司的認證，應用在其eMPack®模塊里面。
目前，羅姆主要的市場在電動汽車和工業上面，這兩個市場占有了羅姆碳化硅業務的60%-70%，此外，在太陽能新能源市場也是羅姆著力推廣的一個新方向。面對市場對SiC功率器件急劇增長的需求以及近兩年的產能缺口，羅姆制定了大幅度提升產能的計劃，相比2021年，預計2025年產能提升6倍，到2030年提升25倍。而宮崎基地和阿波羅筑后工廠新廠房的投入使用，為羅姆的擴產計劃打下堅實基礎。
羅姆一直以來積極進行具有先見性的投資，并于2022年開始正式啟動羅姆阿波羅筑后工廠，但是市場需求以超過預期的速度在不斷擴大。對于當前的業務增長，羅姆認為供應能力是關鍵，提前布局，致力于擴大生產能力，推進新的設備投資。預計到2025年為止，投資總額為1700億日元～2200億日元。
今年將實現8英寸襯底量產
羅姆有著20多年研發SiC的歷史，2000年開始研發碳化硅產品，2010年成為全球首家進行碳化硅SBD和MOSFET量產的企業，之后在2021年發布了第4代的溝槽SiC MOSFET，2023年實現8英寸碳化硅襯底的量產，之后還有牽引功率模塊的產品。
羅姆半導體（上海）有限公司技術中心副總經理周勁表示，羅姆一直在加快SiC功率器件的迭代進度，2021年推出的第4代SiC器件已經量產并供應，第4代SiC器件的導通電阻（RonA）較第3代下降了40%，預計2025年和2028年推出第5代和第6代產品時分別再降30%。
眾所周知，擴大 SiC 襯底尺寸既能增加產能供給，又能進一步降低 SiC 器件的平均成本。因此，羅姆增加晶圓的直徑，提高生產效率，把碳化硅器件的成本繼續持續的降低。
“2017年羅姆全面進入6英寸的碳化硅晶圓時代，2023年將實現200mm即8英寸襯底的量產。”周勁透露，按照規劃，羅姆還將通過優良技術實現單個元件尺寸的增加。從2015 年開始的主流都是25平方毫米最大的規格，預計到2024年羅姆會實現50平方毫米的產品，可以支持更高電流輸出的需求。
第4代SiC MOSFET優勢明顯
羅姆第4代SiC MOSFET利用羅姆自有設計技術，進一步改進了雙溝槽結構。周勁詳細介紹了第4代SiC MOSFET低損耗、使用簡便、高可靠性的主要特點。
在低損耗方面，第3代跟第4代新產品對比，在降低標準導通阻抗40%后，同樣尺寸的芯片，第3代大約是30毫歐，第4代能夠實現18毫歐的導通阻抗的降低，導通損耗會同樣降低40%的水準。
此外，還可改善開關特性，把導通阻抗降低之后，同樣電流、導通阻抗情況下，寄生的電容都會被降低，能夠實現高速的開關特性。在同等導通阻抗的情況下芯片會變小，成本得以降低。此外，明顯減少了寄生電容Cgd，可有效抑制 MOSFET器件的誤開通，同樣能夠保證芯片更高速的開啟和關斷。
在使用簡便方面，柵極的電壓會推進8-15V可以與IGBT等目前廣泛應用的柵極驅動電路同時使用。第3代的產品在15V驅動和18V驅動的導通阻抗差是30%，也就是說用15V IGBT通用的電壓驅動不能夠實現SiC MOSFET的理想狀態。第4代產品在15V的情況下就可以滿足一般狀態的碳化硅全負載驅動。
無負壓驅動可以簡化電路設計，降低系統損耗。羅姆第4代SiC MOSFET門限電壓較高，0V可有效關斷，同時寄生電容的減小，也會抑制器件的誤開啟。
在可靠性方面，標準導通阻抗跟短路耐受時間是折中的考量，RonA減小帶來的風險直接是SCWT變短，羅姆實現了通過減小飽和電流去實現優化這兩個參數的折中，第4代產品降低了飽和電流值，能夠實現短路耐受時間的延長。
預計汽車市場銷售額增速較快
張嘉煜介紹，2022上半財年（2022年4月至2022年9月），羅姆集團總銷售額約2600億日元，折合約130億元人民幣，營業利潤為504億日元，純利潤為521億日元。通過2022年的上半財年計劃以及2021年上半年實際的銷售額情況對比，2022年實際銷售額都有不同程度的提高。羅姆的銷售額提高了16.7%，營業利潤提高了46%，包括主營業務之外的其他業務在內的經常利潤達到了87%，純利潤增長了70%。從市場領域來看，汽車領域、工業設備領域以及計算機和儲存設備領域都有20%以上的增長。從國家/地區來看，日本本土增長近10%，中國增長21.6%，歐洲有近33%的增長。
基于2022上半財年的實際情況，羅姆對整個財年做了銷售預測。從2022年4月到2023年3月，羅姆預估整體銷售額達到5200億日元，折合人民幣約250-260億元。營業利潤預計達到900億日元，純利潤預計達到800億日元。和上一財年相比預計增長10%-40%。
在市場領域方面，羅姆預估汽車市場還是一個增長速度比較快的領域，可能整年的銷售額增長會在24%以上。在國家 / 地區方面，包括中國在內整個市場銷售額增長是可預期的，其中，中國銷售額預計增長30%以上，繼續看好中國市場的發展。
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