半導體整個行業不同結構的行情的确可謂冰火兩重天，一部分市場正遭受嚴寒，另一部分卻有着相當不錯的增長勢頭。最近羅姆半導體召開了一場媒體溝通會談到了近一年的業績增長。這家公司的營收中，就産品類别來看，汽車領域的占比是最大的：汽車+工業裝置兩塊市場，營收超過了羅姆營收的一半以上。
汽車電子這兩年被稱為行業發動機，或者說行業大趨勢下行期内為數不多的市場驅動力。是以即便是在2022年這樣的市場大環境下，羅姆這一财年的業績表現都相當出色。如今宏觀經濟和世界區域沖突帶來的不确定性驟增的當下，電子産業的參與者們還真實幾家歡喜幾家愁啊。
羅姆今年的情況似乎比去年還要好。羅姆半導體（上海）有限公司市場宣傳課進階經理張嘉煜主要談到了2022财年上半年的業績情況（2022年4月1日~2022年9月30日）。此期間公司銷售額2599億日元，營業利潤504億日元，相比上一财年同期增幅分别有16.7%和46%。在已釋出的Q3季報裡，羅姆依然預期FY23全年銷售額增長15%，營業利潤增幅25.9%。
從應用方向來看，汽車和工業裝置這兩個市場的增幅分别有21.9%和20.7%。基于這兩個領域現有的市場情況，這樣的增長還是符合預期的。比較有趣的是，羅姆的消費電子和計算機&儲存設備方向的營收同樣增長了6.1%和28.1%——其實羅姆的2021财年，這兩個業務領域有小幅下滑，因為這兩個市場的整體大環境并不好。2022财年的增長可能與羅姆本身的産品類别有關。
對SiC寄予了厚望
其實羅姆在财報中也提到了市場對于消費電子産品、通信裝置、計算機與存儲的需求是在下降的。但似乎具體到産品上，比如羅姆在消費電子市場上的LED産品業績表現很不錯；計算機與存儲市場上，其PMIC（電源管理晶片）銷售額也在增長——這部分的增長來源主要是羅姆在SSD固态硬碟上的PMIC市場佔有率在增加......看起來即便是在同一個門類的産品上，不同器件/晶片、不同企業的市場情況現在都千差萬别。
當然說回來，羅姆目前最高營收來源的汽車産品裡，ADAS與資訊娛樂系統所需的PMIC，部分高附加值IC——典型如動力系統的隔離栅極驅動IC，以及分立器件中汽車電子相關的産品表現都相當好。此外，羅姆對于計算機和儲存設備、工業裝置市場未來也都有比較高的預期。
基于對前景的看好，今年羅姆預計在裝置方面的投資達到了1200億日元，比前些年都要高出不少——僅是産能提升的投入就幾乎已經相當于2021财年的整體投入。
羅姆認為，功率元器件産品的銷售額2021-2025年能夠達成25%的年複合增長率。從上面這張圖來看，包含Si基、SiC和GaN為主的功率元器件業務，預計2025年能夠達成的銷售額接近了2500億日元。尤為值得一提的，是羅姆對于SiC産品的高增長預期。
單就SiC市場，羅姆銷售目标是在2025年度大于1100億日元的銷售額。預計2024-2026三個年度，有近9000億日元的市場待開拓。為了實作這樣的目标，羅姆正不斷進行SiC方面的投資。預計2021-2025這五年投入1700-2200億日元。
羅姆認為在這塊待開發的市場上，美洲、中國、歐洲是主要的三塊市場。其實從羅姆的業績表現也能夠看出市場對于SiC的需求還是旺盛的，尤其汽車方向。
隻不過在經濟下行的大環境下，電子産業存在的不确定性。尤其是2022年分析機構和企業對于市場的誤判已經造成了不少應用的晶片目前的高庫存和供貨過剩。但從羅姆的投資計劃來看，這家公司對此似乎還是相對樂觀，是以在後續的投入上依舊是不遺餘力的。
SiC對羅姆和市場的重要性
“這兩年客戶對SiC器件的了解越來越深入了。現在SiC本身的優勢已經不需要我們再去講了。”周勁表示，“現在更多的是結合更具體的器件、更具體的方案，跟客戶進行具體的技術交流。”這也是SiC市場正走向成熟的某種标志。在周勁看來，現在的階段是，“客戶對于SiC器件系統構成方面的一些電路設計技巧，可能了解還不是那麼深入。這需要我們在實際工作中提供技術支援，跟客戶進行更多的交流。”
“我們也從工作中了解客戶對于SiC器件的認識，無論是認知方面的偏差，還是希望我們進行怎樣的改進。這方面的互相交流，能夠讓我們和客戶做更好的配合，我們能為客戶提供符合他們需求的産品。”
羅姆這家公司在SiC技術的開發上一直都比較積極，研究時間也很早——最初SiC材料的商業應用前景還不明朗的時候，就有了相對大膽的投入，得以較早在日本建立了SiC器件産品的量産線，尤其是SiC MOSFET，并且在市場上得到應用。車規級溝槽型SiC MOS的量産是在2018年達成的。
此後羅姆就這塊的市場動作就逐漸變得頻繁。包括2020年與緯湃科技合作開發SiC電源解決方案；與臻驅科技建立聯合實驗室，進行SiC為主的電源管理方案開發；2021年與吉利簽署戰略合作協定；還有此前我們報道過的與正海集團成立SiC功率子產品合資公司海姆希科；由UAES認證為SiC功率器件解決方案首選供應商，應用于逆變器；去年Lucid公司OBC采用羅姆的SiC MOSFET；産品通過Semikron公司認證，應用于其子產品産品......
上面這張圖是羅姆SiC器件目前的主要應用方向及其占比情況。汽車與工業占到了羅姆SiC業務總營收的60%-70%。尤其基于汽車電子市場目前的“發動機”地位，以及汽車與工業裝置作為羅姆整個公司的的最大營收來源，SiC器件未來在羅姆應當會扮演挑大梁的角色。
此前羅姆在收購SiC襯底供應商SiCrystal以後，達成了IDM的全鍊路建設。這在羅姆看來，是未來確定SiC供貨的基石，也是羅姆在該市場競争的優勢，和未來實作業績增長的重要一步。羅姆預計，在兩大主要生産基地宮崎和築後，2025年SiC器件産能将比2021年提升6倍；而2030年則會有多達25倍的擴産計劃。看來的确是對SiC市場百分百的看好。
8英寸SiC襯底和第4代溝槽SiCMOS
在SiC領域，羅姆近代的兩個裡程碑事件應該是2021年釋出的第4代溝槽SiC MOSFET，和即将在2023年實作8英寸SiC晶圓的量産。
對于後者，周勁表示：“8寸SiC襯底今年年内就會投入量産。”
更大的晶圓同時也意味着元器件尺寸也能對應增加，”從2015年開始主流都是25mm²最大規格。”周勁說，“2024年我們會實作50mm²的産品，能夠支援更高電流輸出需求。”實際上全面進入6英寸時代也就是2017年的事情。
而對于第4代溝槽結構的SiC器件，周勁做了比較詳細的介紹。從總體上來看，“通過業内先進的低導通電阻技術，根據元件的設計，溝槽的結構強化，第4代的導通電阻（RonA）相較于第3代下降了40%。計劃到2025年、2028年分别再降40%——也就是第5代和第6代産品。”另外從耐壓的角度來說，“第4代産品從第3代的650V提高到了750V，給客戶的方案設計帶來了便利。”
與此同時，這代産品也實作了高溫條件下的超低RonA，在Vdss為750V和1200V的情況下，“無論是室溫25°C，或者高溫175°C”都比行業内的同類産品實作了更低的導通電阻。750V Vdss實作導通阻抗13-45mΩ；1200V Vdss則為18-62mΩ。驅動Vgs DC -4V到21V，AC為-4V到23V。
具體的産品根據Vdss、導通阻抗和封裝方案做了區分，如上圖所示。周勁介紹說，未來根據客戶需求還會推出更多的産品，比如“其他貼片封裝的産品也在考慮中”。
周勁總結第4代溝槽型SiC産品的三大優勢包括“低損耗”“使用簡便”“高可靠性”。受限于篇幅，此處不做展開。羅姆官網應該會有比較詳細的解釋。
比如說有關“低損耗”，周勁詳細列出了晶片同尺寸的情況下，第4代如何實作導通阻抗的顯著降低，并同時帶來損耗超過40%的降低。另外也改善了開關特性，降低了開關損耗：相同導通阻抗時，晶片尺寸可以變小，寄生電容得到降低，更容易實作高速開關。這帶來的一系列連鎖效應包括減少Cgd，抑制了MOSFET誤開啟；而且開關損耗的顯著降低，也實作了高驅動效率，外圍器件和散熱器能夠做到小型化。
到具體的應用上，無論是追求低導通損耗，還是低開關損耗，也都有了更靈活的選擇。周勁也給出了自家産品相較競品，在這兩個方面的對比。第4代有着相比第3代，及諸多競品，在各參數次元上的優勢。
在“使用簡便”方面，則主要包括：“栅極電壓推薦8-15V，可與IGBT等共用目前廣泛應用的栅極驅動電路”（此前的第3代15V與18V驅動導通阻抗內插補點30%，15V時與IGBT的共用驅動電壓是以不理想；第4代産品兩種驅動電壓導通阻抗內插補點變為11%）；門限電壓（Vth）較高，“不需要做負偏壓設計，0V即使有所漂移也能做到可靠的關斷”，也就簡化了電路設計；内部栅極阻值降低，則外圍電路設計更靈活；這代的750V産品，與上代650V産品相比，電路設計簡化等等。
在“高可靠性”的問題上，由于導通阻抗RonA減小，“突破了RonA vs. SCWT（短路耐受時間）的折中限制”。“通過減少飽和電流，改善RonA和短路耐量的折中”。因為RonA降低，帶來了SCWT的變短。羅姆這代産品“飽和電流下降，短路時的峰值電流較低，成功延長短路耐受時間“，通過減小飽和電流去實作優化這兩個參數的折中”。
具體到應用上，SiC MOSFET在在車載充電器、光伏逆變器、電源産品上都有着巨大前景。周勁也将SiC MOS産品和IGBT、Hybrid-IGBT（SiC與IGBT混合）、SJ-MOS方案做了器件損耗方面的比較，SiC的優勢也是預期中的——實際基于成本考量，羅姆在幾類方案上都有對應的産品可選。
基于羅姆的預期，SiC的方案替代，可能會在這幾個應用上，于未來幾年内愈演愈烈。這應該也是至2030年，羅姆如此看好SiC，并開足馬力做生産準備與裝置投入的依據。如果市場——尤其是汽車電子市場确如羅姆預期，那麼現在的投入大約都是為達成未來幾年内企業銷售額25% CAGR增長的關鍵了。
來源：電子工程專輯
作者： 黃烨鋒 資深産業分析師