特斯拉電動車加速碳化矽應用，大廠拚 8 吋量產

電動車大廠特斯拉（Tesla）帶動第三代半導體碳化矽（SiC）應用，整體觀察，全球碳化矽產業由美、日、歐等少數具全產業鏈生產能力大廠主導，為降低成本，8 吋晶圓和基板成為兵家必爭之地。

碳化矽材料具備高電壓和高頻特性，能在高溫環境下穩定運行，電能消耗更少、散熱特性佳，體積也可更小型化，介電係數、導熱率及最高工作溫度等關鍵參數具有優勢，適用製造電動車、5G 通訊、太陽能等應用所需功率半導體元件，因應高溫、高功率、高壓、高頻及抗輻射等極端運作環境。

碳化矽功率半導體在電動車領域初試啼聲，SiC 車用金氧半場效電晶體（SiC MOSFET）模組由電動車大廠特斯拉（Tesla）帶動採用，先行導入 Model 3 車款逆變器和車載充電器，在降低反應恢復時間和開關損耗效能顯著，也可讓電動車加速快、充電後里程續航力拉長、充電速度縮短。

特斯拉帶動電動車用碳化矽模組，使得其他電動車廠跟進，也讓 SiC MOSFET 供應吃緊。資策會產業情報研究所（MIC）資深產業分析師何心宇指出，目前 SiC MOSFET 模組交期拉長至 42 週以上。

特斯拉電動車推動碳化矽模組應用浪潮，也促使全球大廠積極布局碳化矽供應鏈。資策會 MIC 指出，全球碳化矽產業由美、日、歐洲等企業主導，但目前具備碳化矽全產業鏈生產能力的廠商家數仍少。

觀察大廠在電動車應用布局，亞系外資法人指出，目前美國 Wolfspeed、Ⅱ-Ⅵ、陶氏化學關係企業道康寧（Dow Silicones Corporation）；日本羅姆（ROHM）株式會社、昭和電工（Showa Denko）、新日鐵（NSC）；歐洲意法半導體（STM）等，具有碳化矽全產業鏈生產能力，尤其是在基板與磊晶等關鍵技術。

何心宇舉例，Wolfspeed 已實現 4 吋和 6 吋產線量產，並開始建設8吋產線，此外 Wolfspeed 以及昭和電工寡占碳化矽磊晶市場。

不過產業人士表示，碳化矽模組在電動車的滲透率仍處於初期階段，主要是價格過高，其中碳化矽 SiC 晶片售價高出一般矽晶片達 10 倍至 15 倍；外資法人分析，受制於碳化矽磊晶速度、加工難度等因素，製造成本仍居高不下，因此僅有部分電動車廠採用。

資策會 MIC 指出，去年對碳化矽模組拉貨需求較明顯的品牌車廠，包括特斯拉（Tesla）、比亞迪

（BYD）、現代（Hyundai）、保時捷（Porsche）與新創企業 Lucid Motors 等。

為了降低成本，擴大晶圓尺寸是關鍵技術之一，不少國際大廠紛紛從6吋轉向8吋晶圓。根據分析，SiC 晶片數量可從 448 顆增加到 845 顆，增加幅度達 75%。

除了 Wolfspeed、羅姆、Ⅱ-Ⅵ 紛紛推出 8 吋碳化矽基板外，法人指出，包括英飛凌（Infineon）、意法半導體、安森美（On Semi）等大廠，也積極布局 8 吋碳化矽晶圓生產線。Wolfspeed 今年起已進入量產，其他大廠最快2024年起產線也開始量產。

台灣在碳化矽晶圓製造包括漢磊、嘉晶、全新等，不過多以 4 吋晶圓為主，6 吋晶圓逐步量產，廣運集團關係企業盛新材料今年第 3 季規劃開發 8 吋晶體。

中國廠商也想布局 8 吋碳化矽晶圓，雖仍處於研發階段，但今年 3 月中國爍科晶體已開發出 8 吋碳化矽晶體。此外，中國廠商積極布局碳化矽晶圓製造，亞系外資法人指出，包括天科合達和中國電科等，已量產 6 吋碳化矽晶圓；三安光電、東莞天城等將於 2023 年量產 6 吋碳化矽晶圓。

（記者：鍾榮峰；首圖來源：shutterstock）