本文來源：智車科技? /?導(dǎo)讀?/ 半導(dǎo)體是汽車行業(yè)的供應(yīng)鏈上游的上游，中間還有Tier 1，而半導(dǎo)體行業(yè)中還有細(xì)分，緊接Tier 1的上游是芯片設(shè)計及制造廠商（有的僅設(shè)計芯片，有的設(shè)計制造兼而有之）；再往上是芯片代工廠商，為芯片設(shè)計廠商提供各種工藝來制造芯
半導(dǎo)體是汽車行業(yè)的供應(yīng)鏈上游的上游，中間還有Tier 1，而半導(dǎo)體行業(yè)中還有細(xì)分，緊接Tier 1的上游是芯片設(shè)計及制造廠商（有的僅設(shè)計芯片，有的設(shè)計制造兼而有之）；再往上是芯片代工廠商，為芯片設(shè)計廠商提供各種工藝來制造芯片；代工廠商還有上游，就是提供生產(chǎn)芯片的原材料（晶圓、襯底等）的供應(yīng)商，我們現(xiàn)在講的硅、碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等在這一環(huán)節(jié)就已經(jīng)成形了；芯片是在晶圓上切割出來片芯，再經(jīng)過封裝就成為了芯片，也就是集成電路（IC）。
從單晶硅棒到襯底，再到最終應(yīng)用的價值鏈所以說，任何市場的創(chuàng)新都要依靠源頭的創(chuàng)新。日前，設(shè)計和生產(chǎn)創(chuàng)新型半導(dǎo)體材料的全球頭部企業(yè)Soitec公司全球戰(zhàn)略負(fù)責(zé)人Thomas Piliszczuk、首席運營官兼全球業(yè)務(wù)部主管Bernard Aspar、Soitec中國區(qū)戰(zhàn)略發(fā)展總監(jiān)張萬鵬對全球半導(dǎo)體市場發(fā)展進(jìn)行了回顧和展望，探討了未來包括汽車應(yīng)用領(lǐng)域在內(nèi)的發(fā)展機(jī)會。
電動汽車乃未來市場機(jī)會之一
Piliszczuk認(rèn)為，優(yōu)化襯底與電子應(yīng)用（智能手機(jī)、汽車、物聯(lián)網(wǎng)、云和基礎(chǔ)設(shè)施等）的聯(lián)系從未像現(xiàn)在這樣緊密，正在推動5G、人工智能和能源效率在這些領(lǐng)域的應(yīng)用。他承認(rèn)，目前的國際大環(huán)境非常復(fù)雜，從去年開始的疫情以及各國家和地區(qū)之間的緊張局勢，包括美國、歐洲、中國之間的關(guān)系，還有近期以來產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的供貨短缺，汽車行業(yè)甚至出現(xiàn)了無芯可用的窘境。盡管如此，未來十年與汽車相關(guān)的大趨勢仍然沒有改變，而且正在變成現(xiàn)實：·其一是5G，5G連接及C-V2X技術(shù)正在重新定義人們的出行體驗，包括進(jìn)一步強(qiáng)化車輛的無線連接，憑借5G毫秒級的低時延實現(xiàn)車內(nèi)感應(yīng)裝置以及車載系統(tǒng)的高效通信，最終將實現(xiàn)更高安全性、更高可靠性的自動駕駛技術(shù)的落地。·其二是人工智能（AI），特別是邊緣AI正成為非常重要的趨勢，在軟件定義汽車的智能網(wǎng)聯(lián)汽車時代，邊緣計算將在自動駕駛汽車中發(fā)揮更大的作用。AI+邊緣計算是正在發(fā)展的高速移動智能終端的未來趨勢，有助于通過車輛傳感器、攝像頭、雷達(dá)等實時分析路況、行人等信息，利用深度學(xué)習(xí)算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算處理。·其三是電動汽車，這是一個重要的垂直市場領(lǐng)域，更是一個重要的趨勢。為了減少溫室氣體排放，各國政府都規(guī)定了一定的指標(biāo)，需要通過汽車電氣化將排放量減少到需要的水平。預(yù)期到2025年道路上將有2000萬臺電動汽車，充電基礎(chǔ)設(shè)施的增長也相當(dāng)可觀。
汽車的幾大趨勢
Piliszczuk說，在汽車市場，電子系統(tǒng)在整車BOM中所占比例不斷上升，不同代際汽車中半導(dǎo)體器件包括：信息娛樂（D類音頻放大器、多媒體應(yīng)用處理器）、連接性（ECU、收發(fā)器、前端模塊、片上系統(tǒng)）、動力系統(tǒng)（柵極驅(qū)動、SiC MOSFET、動力系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)）、ADAS（視覺處理器、雷達(dá)、域控制器）等等。這也為Soitec的優(yōu)化襯底提供了應(yīng)用機(jī)遇。
與優(yōu)化襯底相關(guān)的汽車半導(dǎo)體器件從2019年到2020-2022年，再到2022年及以后，汽車行業(yè)會經(jīng)歷三代發(fā)展，半導(dǎo)體器件含量將不斷增加。這些增長不僅是使用襯底面積方面的增長，新的應(yīng)用種類以及新的芯片種類的應(yīng)用也將增加。
Piliszczuk表示，推動行業(yè)把各種功能成功集成到汽車應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵因素包括：性能、功耗、上市時間、所占面積成本。因此，整個行業(yè)面臨著一些挑戰(zhàn)，包括需要超越摩爾定律，尋找新的架構(gòu)、新型材料以及新的縮減尺寸的方法，還要采用最先進(jìn)的封裝技術(shù)，例如提升功率密度和性能的SiC模塊。他說：“優(yōu)化襯底等品種豐富的新型半導(dǎo)體材料可以幫助行業(yè)應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，實現(xiàn)汽車創(chuàng)新，也為我們帶來了諸多機(jī)會。”
優(yōu)化襯底對行業(yè)創(chuàng)新至關(guān)重要
Bernard Aspar在分享技術(shù)和產(chǎn)品細(xì)節(jié)時表示，Soitec的模式是與整個生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行合作，包括直接客戶以及客戶的客戶，以便對整個產(chǎn)業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)有更深刻的了解。作為創(chuàng)新型半導(dǎo)體材料的設(shè)計、生產(chǎn)者和優(yōu)化襯底的頭部廠商，Soitec擁有獨特的SMART CUT（智能切割）和SMART STACKING（智能堆疊）技術(shù)，為客戶設(shè)計和交付創(chuàng)新型優(yōu)化襯底解決方案，為他們的產(chǎn)品的賦能。據(jù)介紹，Smart Cut是Soitec自主研發(fā)的技術(shù)，通過智能切割提高了材料均勻性，降低了材料的缺陷密度，并有助于高質(zhì)量晶圓的循環(huán)再利用；智能堆疊是將很薄的一層或經(jīng)完全CMOS處理的晶圓轉(zhuǎn)移到其他晶圓上的獨特工藝。這些工藝的優(yōu)勢在于生產(chǎn)出多種優(yōu)化襯底，提高芯片質(zhì)量、可靠性和良率，降低生產(chǎn)成本，可以實現(xiàn)快速量產(chǎn)。這些優(yōu)化襯底產(chǎn)品組合既有硅基的、非硅基的，也有其它新的材料和襯底，包括壓電襯底和其它化合物（如SiC和GaN）產(chǎn)品。面向汽車領(lǐng)域的產(chǎn)品包括用于高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）和多媒體、MCU、雷達(dá)傳感器前端模塊的FD-SOI，以及針對柵極驅(qū)動器、D類放大器、收發(fā)器、電池管理系統(tǒng)的Power-SOI，還有提供用于成像與傳感領(lǐng)域的Imager-SOI。除了SOI（絕緣襯底硅）以外還有其他新的產(chǎn)品，比如用于濾波器應(yīng)用的壓電優(yōu)化襯底POI，以及硅基氮化鎵。Bernard Aspar還說：“在全電動汽車（BEV）中，功率半導(dǎo)體的附加值是功率MOSFET（如SiC），在不同汽車電子要求的xEV動力總成類型中都將不斷增加，盡管這些類型電動汽車的二氧化碳減排效果不一，電池類型不同，有或沒有車載充電器及電力牽引。”
他強(qiáng)調(diào)，電動汽車動力總成革命將帶來SiC含量的大幅增長，不管是PHEV還是BEV，牽引逆變器都是應(yīng)用大戶。電動汽車的增長推動了對SiC襯底的更多需求，2030年的用量將達(dá)到2019年的十倍。在2020年經(jīng)歷了比較疲軟的市場表現(xiàn)之后，汽車市場接下來將會迎來比較顯著的增長。
中國市場將扮演關(guān)鍵角色
Soitec中國區(qū)戰(zhàn)略發(fā)展總監(jiān)張萬鵬表示，中國電動汽車市場發(fā)展迅猛，很多汽車品牌都開始在電動汽車領(lǐng)域進(jìn)行布局和投入，不斷強(qiáng)化國內(nèi)供應(yīng)鏈能力，以便能夠設(shè)計和制造電動汽車所需的所有零部件。所以，中國市場對SiC產(chǎn)品有著巨大的需求。據(jù)介紹，Soitec已在與中國多家公司進(jìn)行SiC產(chǎn)品的評估與合作，包括器件制造商和汽車品牌廠商。他希望通過其團(tuán)隊的本土化持續(xù)加強(qiáng)對中國市場的支持能力。
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