Wolfspeed (以前的Cree)近日與通用汽車(GM)達成了供應鏈協議，為其電動車開發並生產碳化矽(SiC)半導體，從而開啟了其品牌重塑歷程。2021年8月，Wolfspeed以8億美元延長了與意法半導體(STMicroelectronics)的多年協定，為其供應150mm SiC裸晶圓和磊晶片。

這兩筆交易使人們更加關注在向全電動車轉化的過程中，SiC技術發揮的重要作用。Yole Développement電源與無線部門主管Claire Trodec表示，在每輛電動車中，SiC功率元件可以為汽車製造商節省的電池成本高達750美元。

Cree早先出售了其LED業務，在更名為Wolfspeed之後(Wolfspeed是之前Cree的一個部門)，現押注於SiC功率元件。該公司執行長Gregg Lowe指出，「這才是我們要做的事，」他認為SiC技術將推動下一代功率元件的發展。

從2022年初開始，總部位於北卡Durham的Wolfspeed將在其位於紐約州Marcy的200mm晶圓廠生產SiC功率元件。其Mohawk Valley Fab投資達10億美元，將是世界上最大的SiC生產線。

現在晶片短缺已成為全球的熱門新聞，而Wolfspeed幾年來一直在努力提高SiC的產能。意法半導體也預計到IC供應鏈會中斷。在晶片短缺之前，意法半導體就提前簽下了長期的SiC晶圓交易協定，以填補供需缺口。除了與Wolfspeed簽訂SiC晶圓供應協議外，這家法意晶片製造商還與晶圓製造商SiCrystal簽署了類似的協定。SiCrystal是Rohm旗下公司，總部位於德國紐倫堡。2019年，意法半導體收購了瑞典SiC晶圓製造商Norstel，啟動了200mm晶圓的研發工作。

與此同時，其他SiC廠商也一直在尋找晶圓供應商，以滿足未來電動車設計對SiC元件的需求。例如，德國晶片製造商英飛凌在2017年試圖收購Cree的Wolfspeed業務，收購失敗之後，與Cree簽署了一份供應SiC晶圓的多年協定。英飛凌還接觸了日本的晶圓製造商Showa Denko K.K.，以獲得其SiC材料和磊晶技術。

英飛凌當時就預計SiC元件將在未來五年內以每年40%的速度成長。事實上，正是SiC元件在400V~800V及以上電壓範圍電力推進系統中的廣泛採用，吸引了各大廠商的積極參與。

真可謂塞翁失馬，焉知非福。

供應商並不清楚還將出現更嚴峻的產能緊縮。也許正如英特爾(Intel)前CEO Andrew Grove所說：「只有偏執狂才能生存。」

圖1：特斯拉Model 3逆變器由24個電源模組組成，每個模組都包含兩個SiC MOSFET。

以意法半導體和電動車製造商特斯拉(Tesla)之間的合作為例，特斯拉在2018年推出的Model 3中率先採用了SiC元件。據報導，Model 3牽引馬達功率模組中的SiC元件就是意法半導體提供。System Plus Consulting提供的拆解報告顯示，該功率模組中包含意法半導體的SiC MOSFET (圖1)。

進入2021年，儘管晶片短缺嚴重破壞了汽車製造商的供應鏈，但意法半導體與特斯拉的SiC供應協議卻似乎未受影響。

歸根究底，SiC元件非常適合用於電動車電源設計。除了牽引逆變器，SiC元件還可用於車載充電器和DC/DC轉換器。例如，意法半導體與雷諾-日產-三菱聯盟和中國電動車製造商比亞迪也有合作，為其車載充電器提供SiC元件。

(參考原文：SiC Technology Powers the Shift to an All-Electric Future，by Majeed Ahmad)

本文原刊登於EDN China 2021年12月刊

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