8英寸车规级碳化硅功率芯片规模化量产的意义
2月27日,三安光电与意法半导体合资成立的安意法半导体有限公司(以下简称“安意法”)在重庆高新区宣布其8英寸碳化硅(SiC)晶圆厂正式通线。这一项目总投资达230亿元,计划于2025年四季度实现批量生产,全面达产后预计每周可生产约1万片车规级碳化硅晶圆,年产48万片。作为国内首条8英寸车规级碳化硅功率芯片规模化量产线,其投产标志着中国在第三代半导体领域迈入国际竞争的核心赛道,也为全球新能源汽车产业链的升级注入强劲动能。
安意法的成立,是中欧科技合作的里程碑。三安光电总经理、安意法董事长林科闯在通线仪式上表示,这一项目从开工建设到通线仅用16个月,创造了行业奇迹。未来将以更具性价比的产品推动新能源汽车产业革新。
碳化硅技术引领半导体产业革命
碳化硅作为第三代半导体材料的代表,具备高击穿电压、低导通电阻、高热导率等特性,可显著提升功率器件的效率与可靠性。相较于传统硅基器件,碳化硅器件在高温、高压场景下的性能优势尤为突出。以新能源汽车为例,碳化硅器件可使逆变器效率提升10%~15%,直接延长续航里程,并支持800V高压平台实现“充电5分钟,续航200公里”。
目前,碳化硅已广泛应用于新能源汽车的电驱系统、车载充电机(OBC)、DC/DC转换器等核心部件。一台800V高压平台的纯电动汽车需要搭载超100颗碳化硅器件,而特斯拉、比亚迪、小鹏等车企的快速布局,进一步推高了市场需求。从效能提升来看,IGBT混封SiC SBD+full SiC MOS相对纯Si IGBT/FRD开关损耗降低,分别可达27%、70% 。
从6英寸到8英寸晶圆的升级,是碳化硅产业规模化的重要转折点。8英寸晶圆的面积是6英寸的1.78倍,单晶圆可切割芯片数量大幅增加,直接降低单位成本。同时,大尺寸晶圆对生产设备、工艺控制提出更高要求。安意法项目的落地,推动国内8英寸碳化硅晶圆制造从衬底、外延到封测的全产业链协同创新。
行业预测,未来3~5年,8英寸碳化硅衬底价格有望降至1000美元以内,其规模化量产将加速碳化硅器件在10万~20万元价位车型中的普及,彻底打破“高端车专属”的局限。
新能源汽车驱动千亿级赛道爆发
2024年,中国乘用车市场零售累计达2289万辆,其中新能源乘用车零售1089.9万辆,渗透率达47.6%。随着800V高压平台成为行业标配,碳化硅器件需求呈指数级增长。以比亚迪、理想、小鹏为代表的车企已率先在15万~30万元车型中导入碳化硅技术,预计2025年全球车规级碳化硅市场规模将突破50亿美元。其中,2025年新能源主驱应用的全球市场规模约207亿。
除新能源汽车外,碳化硅在光伏逆变器、储能系统、数据中心电源等领域的渗透率持续提升。例如,碳化硅器件可将光伏逆变器效率提升至99%以上,并显著降低体积与散热成本。2025年光伏储能应用的整体规模达45.2亿,碳化硅引领光储的创新与效率提升,碳化硅MOS/SBD替代Si IGBT趋势明显。
技术融合与供应链本土化的双重突破
三安光电作为中国化合物半导体龙头,在碳化硅衬底、外延等前端环节拥有深厚积累;意法半导体则是全球功率半导体领军企业,其碳化硅技术已通过特斯拉等车企验证。双方合资模式(三安持股51%,意法持股49%)既保障了技术输入与品牌背书,又实现了本土化生产的成本优势。
位于西永微电园的安意法半导体碳化硅晶圆厂和三安8英寸碳化硅衬底厂
安意法的运营模式具有典型示范意义:重庆三安半导体提供衬底,安意法专注晶圆制造,意法深圳工厂完成封测。这一“全链条国产化”布局,使中国首次形成8英寸碳化硅的完整产业链闭环。
全球碳化硅市场几乎被意法、英飞凌、Wolfspeed等海外巨头垄断,中国衬底与晶圆产能占比不足20%。安意法的投产将大幅提升国产化率,降低对海外供应链的依赖。同时,其产品以意法品牌出口,可依托意法的全球渠道打开国际市场,形成“技术引进—本土制造—全球输出”的良性循环。
意法半导体深耕中国市场40年,其“在中国,为中国”的战略与三安光电的制造能力深度结合,为跨国企业融入中国式现代化提供了范本。双方通过合资模式共享研发资源、分担风险,并在车规级芯片标准制定、良率提升等领域展开联合攻关。这种合作不仅加速了技术落地,更推动了中国半导体产业从“跟随”到“并跑”的转型。
安意法项目的通线,是中国半导体产业迈向高端化的标志性事件。它证明,通过中外技术融合、产业链垂直整合与市场驱动的创新,中国有能力在第三代半导体领域实现突围。