中国粉体网讯 近日，博敏电子在接受调研时表示，当前AMB增量来源最多的是车规级产品。按未来新能源汽车市场的生产产能测算，2023年特斯拉、理想、小鹏、华为、比亚迪等高端车型将使用AMB陶瓷衬板，公司预计Q2-Q3是放量增速的开端。中信证券分析，碳化硅车型渗透率在2023年开始提升，AMB陶瓷衬板需求将迎来大幅增长。
博敏电子：新能源汽车板
自2021年特斯拉宣布旗舰车型Model3搭载碳化硅功率器件后，碳化硅便开启了急速上车之路。国内，比亚迪已在碳化硅方面取得重大技术突破，比亚迪汉、唐四驱等旗舰车型上已大批使用碳化硅模块，蔚来旗下ET7、ES7、ES8、EC7等车型也已经用上碳化硅电驱系统，小鹏旗下G9亦采用了碳化硅器件。
来源：Wolfspeed，民生证券研究院
根据Wolfspeed的预测，2026年碳化硅器件市场规模有望达到89亿美元，碳化硅有望在新能源汽车、工业和能源、射频市场逐步完成对硅基器件的替代。
在新能源汽车领域，碳化硅器件目前主要应用于逆变器中，逆变器是一种将直流信号转化为高压交流电的装置，在传统硅基IGBT逆变器中，其基本原理为利用方波电源控制IGBT的开关，使得原来的直流电路输出方波高电压，经过整形模块的整形后形成正弦电压，即交流电。
目前来看，碳化硅MOSFET在电动汽车主驱逆变器中相比Si-IGBT优势明显，虽然当前SiC器件单车价格高于Si-IGBT，但SiC器件的优势可降低整车系统成本。
SiC在新能源汽车上的应用优势
1、速度提升
碳化硅器件的使用能让驱动电机在低转速时承受更大输入功率，且因其高热性能，不怕电流过大导致的热效应和功率损耗。在车辆起步时，驱动电机能够输出更大扭矩，获得更强的加速能力。
2、续航增加
SiC器件可以通过导通/开关两个维度降低损耗，从而实现增加电动车续航里程的目的。结合英飞凌的研究数据，在25°C结温下，SiC-MOS关断损耗大约是Si-IGBT的20%；在175°C的结温下，SiC-MOS关断损耗仅为Si-IGBT的10%。综合来说，新能源车使用SiC器件能够增加5-10%续航里程。
3、实现轻量化
得益于SiC的优越性能：1）相同功率等级下封装尺寸更小；2）减少滤波器和无源器件如变压器、电容、电感等的使用，从而减少系统体系和重量；3）减少散热器体积；4）同样续航范围内，可以减少电池容量。
4、降低成本
目前SiC器件的价格是硅基器件的4-6倍，但采用SiC器件实现了电池成本的大幅下降和续航里程的提升，综合降低了整车成本。
800V高压平台催生碳化硅需求扩大
新能源汽车自面世以来，续航问题一直是痛点，各大厂纷纷研发更长续航里程的车型，续航问题缓解后，充电焦虑仍未解决。这时候超级快充出现了，为进一步提高充电功率、缩短充电时间，绝大多数的主流车企选择高压快充方案，将电压平台从400V提升到800V、1000V甚至更高的水平，特别是800V高压快充，已经被很多整车厂提上日程。
电压的提升，意味着电动汽车所有的高压元器件及管理系统都要提高标准，首当其冲的就是主驱逆变器。如今，新能源汽车普遍使用400V电压平台下，采用SiC可以提高大概3%-5%的效率。但在800V平台下，SiC的优势就能发挥得更好，总体效率提高6%-8%。碳化硅替代硅更加适宜，800V+SiC这套“组合拳”更有利于在碳化硅上车竞争中抢占市场。
2021-2022年，现代IONIQ5、奥迪e-tronGT、保时捷Taycan等国外车型，以及长城沙龙机甲龙、北汽极狐阿尔法S华为HI版、极氪001等国内车型已率先应用800V高压平台+SiC功率模块。2023年以后，更多基于800V架构的新能源汽车将进入量产阶段。根据英飞凌预计，到2025年汽车电子功率器件领域采用SiC技术的占比将会超过20%。
SiC功率模块增长，AMB陶瓷基板受益
800V高压平台成为解决快充痛点的主流方案，碳化硅模块上车的进程大幅超过市场预期，AMB陶瓷基板优异导热和抗弯性能已经成为SiC芯片最佳封装材料。
陶瓷基板按照工艺可分为DBC、AMB、DPC、HTCC、LTCC等基板，按照基板材料划分主要为氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)和氮化硅(Si3N4)。
目前IGBT封装主要采用DBC陶瓷基板，原因在于DBC具有金属层厚度大（一般为100~600um），具有载流大、耐高温性能好及可靠性高的特点，结合强度高(热冲击性好)等特点。
SiC MOSFET封装模块剖面图（来源：低温烧结银、中信建投）
但是，DBC陶瓷基板在高温服役过程中，往往会因为铜和陶瓷之间的热膨胀系数不同而产生较大的热应力，从而导致铜层从陶瓷表面剥离，因此传统的DBC陶瓷基板已经难以满足高温、大功率、高散热、高可靠性的封装要求。
相比之下，AMB技术实现了氮化铝和氮化硅陶瓷与铜片的覆接，可大幅提高陶瓷基板可靠性，逐步成为中高端IGBT模块散热电路板主要应用类型。据资料显示，意法半导体，比亚迪半导以及时代电气都确定了AMB氮化硅基板上车的技术路线。
选用AMB-SiN陶瓷基板的优势在于：高热导率、高载流能力以及低热膨胀系数，其性能优越有望成为IGBT和SiC功率器件基板应用新趋势。
AMB基板在功率模块成本占比接近10%。因此，根据Yole，2021-2027年，全球SiC功率器件市场规模将由10.9亿美元增长到62.97亿美元，预计2021-2027年全球SiC功率器件带动的AMB基板市场规模将由1.09亿美元增长到6.30亿美元。
AMB陶瓷基板需求增长，国内供应商稀缺
目前以Si基为主的IGBT模块在具有高导热性、高可靠性、高功率等要求、对成本不敏感的轨道交通、工业级、车规级领域正逐渐采用AMB陶瓷衬板替代原有的DBC陶瓷衬板。
随着SiC MOS开始供应主驱逆变器，由于逆变器所需SiC MOS面积变大，对于陶瓷衬板的产能消耗量快速增长。就拿全球碳化硅模块用量最多的是特斯拉来讲，Model3开始全系标配碳化硅MOSFET模块替代IGBT作为逆变器功率器件，碳化硅模块都必须采用 AMB-氮化硅的陶瓷封装材料。未来，新能源汽车领域成为AMB陶瓷基板最大需求领域。
据估计，一块标准衬板单价为400元左右，预计2027年预计全球采用SiC车型将达到1032万辆，考虑到未来降价至300元左右，预计2027年SiC车规市场规模将达到34.3亿元。
目前，AMB基板供应商目前仍旧主要为欧美日韩企业，如罗杰斯、KCC、贺利氏、同和等主导。这些企业拥有领先的生产技术，占据主要市场份额。国内AMB 陶瓷衬板目前主要依赖进口，国内产能相对较小。
博敏电子属于国内极少的AMB陶瓷衬板供应商，随着SiC上车的产业趋势，其推出AMB陶瓷基板聚焦碳化硅芯片封装领域，尤其是车规领域AMB替换DBC陶瓷衬板成为主流趋势。
参考来源：
PCBworld：受益于汽车“新三化”，这种PCB要火？
爱集微：800V高压平台+SiC将成主流方向？芯聚能2022年量产SiC模块加快产业化进程
科技中观视角：AMB基板：大功率IGBT和第三代半导体模块封装新趋势
赵东亮：功率模块用陶瓷覆铜基板研究进展
中信建投、未来智库、中国粉体网、盖世汽车
活性钎焊：氮化硅AMB基板成为新能源汽车SiC功率模块的首选工艺
（中国粉体网编辑整理/空青）
注：图片非商业用途，存在侵权告知删除！
