特斯拉大砍SiC搅乱投资布局?GaN达人乐观看“台厂新商机”

特斯拉宣布下一代电动汽车平台缩减75%碳化硅(SiC)用量,引发业界关注,会如何影响SiC产业仍待观察。有“GaN达人”称号、工研院电子与光电系统研究所组长方彦翔认为,特斯拉减少用SiC,反倒是台厂以“GaN”切入电动汽车领域的好机会。

方彦翔指出,电动汽车需要高电压材料,仍以SiC或GaN为主要选择。GaN因具备高电子迁移率特性,适合100kHZ~10MHz的低中瓦数应用,像DC/DC转换器和车载充电器(OBC)都是机会点。

这次特斯拉降低SiC用量,意味GaN有机会进入更多车用应用。方彦翔指出,短期看,GaN要打入逆变器可能很难,但OBC有发展机会。目前电池系统为400V,有线劲大、体积大、损耗高等缺点,未来2030年将全面改成800V电池系统,必须缩小线圈束径和体积、提升充电速度,组件也必须承受超过1,200V更高崩压,因此OBC产品必须朝轻量化、体积小、高性能、低成本发展,而GaN的高频操作率有机会达到目标。

材料特性部分,GaN要到1,200V~1,700V相当困难,所以短期1,200V以上都是SiC的天下,800V则是GaN的机会。方彦翔指台厂具上中下游完整GaN产业链,虽然目前GaN应用是电子领域,台厂处于落后阶段,供应链占整体不到8%,但台湾硅半导体产业占世界领先地位,加上台湾GaN的光电领域成功经验,以硅基板(Si)为基底,应用功率组件6~8英寸GaN on Si发展,仍有机会在全球供应链抢占鳌头。

台湾代工厂要抢商机,绑定IC创业公司、终端车厂相当关键

谈到台厂该如何把握机会,方彦翔认为,台湾GaN代工厂可绑定IC创业公司厂商及终端车厂,三方合作更有机会成功。由于GaN特性与传统硅组件不太一样,容易受外部信号影响造成组件失效,如“突波”信号,河道前突然打开水坝的栅门,大量水灌注时会产生很大波浪影响到信号,走开一段距离才会稳定,所以需要IC设计控制解决问题。

车厂部分,由于电动汽车产业复杂程度高,每个环节都必须验证,方彦翔强调“GaN的验证瓶颈”是台湾目前最须克服的一环,“GaN要走到终端真的很困难,因为太多样件需验证,所以不管如何一定要有车厂这个角色。”因此台湾代工厂是否有车厂对接,车厂是欧美还是日本,都是必须布局的点。值得注意的是,除了国际大牌车厂,鸿海MIH联盟也有机会成为台厂突围关键。

工研院角色是提供IC创业公司、台湾代工厂和终端车厂三方对接平台,提供与业界兼容的design rule(设计规则)给IC设计,使厂商研发阶段可快速验证材料、设备与IC设计的可行性,缩减前置研发时间,待量大时即直接下单台湾代工厂。

方彦翔指出,工研院积极打造与台湾GaN代工厂桥接的试量产平台,也掌握磊晶技术能量,除了GaN用在Si,更发展GaN on X-substrate(如SiC及QST等),同时积极朝创建快速组件验证平台,产生结果能快速与台湾代工厂对接,工研院做研发,转量产时候也能快速接轨,更能帮助产业发展,并带领台湾产业进入国际终端企业。

(首图来源:科技新报)