Tesla SiC及隔离芯片产业趋势电话会纪要–20230302

TeslaSiC及隔离芯片产业趋势电话会会议精要：1、特斯拉说要开发第二代功率芯片平台，少用75%SiC这个事情，对于隔离芯片来讲影响不大。因为不管哪种衬底材料，芯片都要用电信号驱动，隔离驱动不会减少；而且也需要采集电压，所以隔离运放需求也不会减少。 唯独域控制趋势下，模块集成度变高，车规PCB数量减少，对于接口处数字隔离器需求会变小。 2、对于SiC而言，在最极端的假设下，特斯拉有可能通过SiC+IGBT的方案实现75%的SiCreduction，尽管目前仍无确切信息表明特斯拉或者其芯片供应商能做到，这里面的封装烧结工艺仍有不少问题待解决。 3、如果真的能解决75%的SiCreduction，也要看运用在什么车型上。 如果这种极致的低成本方案用在Model2、Q这种低价位带的车型上，那么就会领先我们的车企很多（我国20万以下的电动车会瞬间失去吸引力），整车厂其实才更应该担忧。 况且如果用上SiC+IGBT方案的Model2、Q能迅速放量霸占市场，那么汽车的增量还是有可能抵消单车用量的减少的。 4、由于目前SiC产能紧缺，即便特斯拉减少了75%的用量，工业领域（尤其是光伏、电网这些需要进行高频开关的新能源领域）的需求也会补上来（以前它们想用SiC，但SiC厂都没产能，因为优先供给汽车厂）。 而且充电桩需要减少体积提高效率，也会用到更多SiC。 所以整体来看，特斯拉这个事情确实扰动了市场对SiC的短期需求预期，但长期看SiC依然是一个替代的大趋势。 5、更值得关注的其实不是SiC的需求，反而是国内厂商的技术实力和良率。 1200V10mΩ的国内基本上做不到，1200V15mΩ的国内仅少数厂家能做（士兰微有送样）。而且就现在的SiC扩产来看，海外扩产不及预期，而国内扩出来了，但良率和有效产能是成问题的。 详细纪要：专家一发言（关于隔离芯片）：去隔离驱动产品上说，IGBT和SiC没区别，驱动方式相似，从IGBT升级到SiC，芯片层面影响很小。从400V到800V平台，其实隔离芯片主要是隔离低压和高压。 低压上升是会影响到隔离期间本身特性。 400V到800V无论是产品封装，还是晶圆隔离等级都要相应提到。相关隔离产品随着400往800V走，相关隔离产品要做升级。 关于价值量，三大品类在车里面运用到的部件特别多，很难统计。首先运用时OBC，其次是主驱，还有BMS和热管理、PTC等。 不同子系统里面哦度会用到不同数量隔离产品。 比如OBC上，隔离驱动用6-8颗，隔离运放3-5颗，隔离接口有15个左右。 主驱里面，主要是跟着电机数量走，无论是同步还是一部，都是三湘驱动，一个电机一般对应6个隔离驱动，前后驱就是12个。 还有一些新的电机，包括昨晚马斯克讲的不用永磁同步电机，可能用ESM电机，当中的转子用的可能是电磁缱绻，又会多一个隔离驱动。隔离运放相对少一点，电脑采集用的霍尔，不需要隔离运放。 隔离运放主要是做驱动电压的采集，用到3-4颗，在主驱里面。数字隔离器可能是6-8颗左右。 另外就是空调压缩机，跟冰箱原理一样，里面有三相电机，里面隔离驱动一共6个，一个压缩机对应6个隔离驱动。 1个压缩机有2个隔离运放，数字隔离器有10通道左右。 BMS也有隔离产品，有2个隔离运放，隔离驱动没有，主要靠继电器，数字隔离器里面有8个通道。PTC里面一辆车有4-6可，每个PTC1个隔离驱动，2个隔离运放。 1个隔离驱动基本上算0.4美元/颗，隔离运放在1.2美金/颗，数字隔离器在0.1美元/颗左右。问答环节：1、电驱里面，隔离芯片数量取决于什么？ 要减少碳化硅用量，隔离驱动数量如何变化？ （特斯拉这个）没有任何影响，只要用电机驱动的产品，一定需要隔离驱动，不用SiC，用GaN的之类的也一定要用电信号驱动，跟不用SiC的逻辑不成立的。 只要是三相电机就是6颗隔离驱动。 2、隔离运放数量有什么影响呢？ 也没有影响，隔离运放主要用来采集电压。 3、主驱里面隔离芯片壁垒相较于OBC等用到的隔离芯片区别在哪？ 主驱是汽车最重要的部件，需要达到公共安全规范要求，它系统要求要达到ACLD系统级标准，ACLD标准是比较高的门槛。 即使功能完全满足，但产品失效率、过压过流情况下的失效模式都有公共安全规定，无论是产品设计还是工艺上都是比较高的要求。带公共安全的隔离驱动现在ST、英飞凌、TI国际巨头公司才会有，国内还没有看到。 带公共安全的隔离驱动在国内汽车厂并不是百分百覆盖，只有30-40%汽车主驱里面需要功能安全驱动。其他新能源车对这块没有呀求，但未来仍是趋势。 4、特斯拉这个事情对其他芯片的影响如何？ 它只是讲了SiC数量下降，它讲到过汽车当中芯片器件数量减少。 它不是新闻，1-2年前都在走域控制趋势，把一辆车系统分成几个区域，每个域它会把所有控制的电子器件集中到一个系统上，由系统处理和发出指令到各个部件。 汽车控制的子系统就会减少到域上，器件数量就会减少。 但是由于多个芯片的功能集中到一个芯片上，芯片价值量会变大。所以其实AUP价格是不是变少才是最主要的。 5、域控制化对隔离芯片这块有没有什么影响？ 对隔离驱动或隔离运放影响不大，本身用在最底层负载的驱动上面，这些产品没有办法合成到域控制器里面的，不影响。隔离接口可能受影响，汽车板数量变小，板与板之间接口数量减少。 6、目前国内隔离芯片或其他模拟芯片，国内汽车厂对于国产产品的接受度、诉求如何？现在接受度非常非常高。 我们跑了很多整车厂，国内新势力的公司对于国产替代呼声和需求非常高。只要有相关合适的产品，他们都打开大门欢迎，势头和氛围不错。 国外的像博世这种，在国内也是做国产化替代，这个替代更多是为了备选需求，比如万亿有缺货、降本需求，会走国产。由于目前国内一些工艺，封测包括设计能力，在车上面很多地方没办法实现完全国产替代，这也是我们需要去突破的。7、车用模拟芯片这块有哪些品类国内没法突破的？ 主要是在功率器件，比如跟MOS相关的，比如马达驱动芯片或告诉的信号链产品，包括汽车上的主控芯片，电池包里面的模拟前端，这些集中断供、设计复杂的产品国内目前还有很长一段路要走。 这个东西不是说用IP组合就好，需要对系统和细节很熟悉，别人有一些坑你需要去避开才行。 当然工艺和很重要，国内公司希望走国内的Fab厂，本身在汽车工艺节点有限制，导致本身在一些功率等级器件上没法跟国外巨头PK。这都不光是IC厂商，整个产业链上游都需要突破。 专家二发言（关于SiC芯片）：特斯拉这个事也没啥，不管是原油平台还是新车型，总归要用SiC，现在SiC总体缺货，我觉得短期有影响，对于市场容量的预期端起变小，但最终会变大。 未来特斯拉目标的保有量要到2000万，单车数量下降，但绝对值变高。我倒觉得不要刻意放大特斯拉对我们的降维打击。 SiC尚爱民，我们产业链该干嘛还是干嘛，无非是细节上是不是哪个器件厂商吧沟槽型碳化硅做好做强了，这个才会对国产厂商影响大。 从今天综合各方面信息和讨论，特斯拉号称降了75%，且电机不再用稀土了，这里面有几种可能，一种是特斯拉主逆变器上占比70-80%，最忌短视SiC不用，退回IGBT。 这个角度讲，这个说法也有1-2个证据点，一个是特斯拉跟安森美交流有提到过往的15-16到21-22年，特斯拉主逆变器失效率明显SiC基比IGBT失效率高，所以特斯拉定了两个方向，一个是SiC还是很新的技术，总规是会用到中高端产品上。 其次是特斯拉有意识的控制碳化硅的节奏，希望吧需求放得更长久。 供应链角度，去年年中特斯拉给安森美补了一笔IGBT订单，包括对SiC扩产不及预期以及高失效率的担忧。但是这里面有个逻辑悖论是，昨晚它讲的是第二代碳化硅，即使有IGBT的情况，他还是有SiC的。 所以第二种可能是淳SiC的MOS方案，涉及到两个问题，一个是新车型是400还是800V的？ 他提及会用到48V系统，是用来简化线束的，动力肯定不会用48V的嘛，所以这种情况拆分成若干个子项。 一个是400V平台，单管还是49颗裸die，并联降低功率可能不需要48颗；第二种可能性是是否有它的供应商有新一代SiC期间有工艺迭代，晶圆可生产出更多裸die，生产处更多期间，成本有望下降。 如果是挖槽型MOS，使得SiC成本明显下降也有可能。 但路基上有两个挑战，如果是400V工艺的迭代，跟75%的数据很难匹配。 英飞凌RST3.65，罗姆挖槽型的4.1，安森美、ST的是2.8，除以3.6以后，节省了70%左右。再去计算成本，400V平台很难降低75%成本。 如果升级到800V平台，简化线束设计。 SiC这块功率不变下，650V、20mΩ的裸die，用1200V、30mΩ36颗，可以节省1/3碳化硅数量，算上RST的叠加，能节省的最大的成本也就是50%，很难达到75%。 它得规划性价比更高的新车系，比如Model2、Q等，可以通过平面型迭代，或者沟槽型MOS方案迭代是有可能。 这里面它的总功率要从200W往下降，还有一种可能就是因为是Model2、Q，新车型电池容量要小，且电机功率变小，自然而然碳化硅数量不需要用到48、36颗了，这样才能系统级做到75%reduction。 第三种可能是今天讨论非常多的，它把原先的并联变成混合模块，SiC用2颗，配套6颗IGBT，满配用12颗SiC+32颗IGBT，这种工作模式有好处也有难处。 好处上讲，SiC因为物理材料特性，散热好、转换效率高，可以通过系统控制的方式使得SiC期间运行在开关模式里面，剩下的IGBT工作在导通模式。 SiC开关模式损耗低，但导通模式略高，SiC开关损耗比较少利用SiC较高的效率转换。 IGBT工作在导通模式里开关损耗更高（发热大），而导通损耗低，组合了SiC和IGBT的有点，它是有工程创新的可能。担忧挑战，它的烧结封装工艺如何解决？ 原先汉在超Model3、Y的时候就有讨论，特斯拉用的650V，单位面积功率大，很热，要用银烧结去干，比亚迪在逆向开发主逆变器的时候要上银烧结，但坊间很多人讨论的是你用的是1200V期间，是不是铜烧结也有机会搞定？ 到底什么工艺稳定性最好不知道。 所以SiC和IGBT混合模块难点是如何平衡烧结工艺。第二个难点是在layout做模块的时候PCB控制是挑战。 第三个挑战是SiC驱动和IGBT驱动不一样，如果要并联，IGBT并联容易，但SiCMOS跟IGBT功率并联，驱动是个挑战，这里面涉及到时序（并联和均流问题，水仙开关谁先导通要设计），此外，还涉及到能量回收（充放电反向电流导通的问题）。 特斯拉有可能在SiCMOS和IGBT并联，以及VGS和时序控制上面有独到的理解，它有机会做到。400V平台银烧结是工程团队做了大量仿真做出来的，特斯拉的工程团队把这件工程干成是有可能的。结合以上三种可能，SiC的用量有可能降低75%。 但一下子价值量跌这么多是不是利空？ 如果我们不知道特斯案例内部设计，是不好定论的。 国内器件厂你该干嘛就干嘛，现在最着急的是IC设计和车企。 你上Model2、Q的话，意味着在价格更低的档位，是要上SiC+IGBT方案，或沟槽型SiC，会拓宽它在B级车以下的应用。 如果使用了SiC+IGBT方案如果能解决工程上的问题，它适当牺牲了一部分性能，它在Model2、Q这样的车型里面带来的是极致的成本优势。原先MdelY一辆车的用量可以干4辆Model2、Q，机会就很多。 一旦发生这种情况，中短期不见得是利空，中长期是利好。 今年Cree、Wolfspeed今年6寸放量没那么快，特斯拉如果要冲量，要考虑供应链能满足多少辆车，至于SiC差能能扩产不及预期下，要考虑最大化利用好全球产能。 这是值得深究的。 从沙盘推演角度看，特斯拉内部也没有定好方案，两套方案可能都在做测试，就看哪个符合中长