2019年7月，豐田與電裝聯(lián)合宣布將成立一個新的合資企業(yè)。新公司計(jì)劃于2020年4月成立，主要研發(fā)下一代車載半導(dǎo)體技術(shù)。他們將目光投向了能夠挑戰(zhàn)SiC（碳化硅）和GaN（氮化鎵）的功率半導(dǎo)體氧化鎵、金剛石。

通過對產(chǎn)品基本結(jié)構(gòu)和加工工藝的深入研究，新合資公司將致力于面向用于電動車輛的功率模塊、或是用于自動駕駛車輛的外圍監(jiān)控傳感器等電子元件的先進(jìn)前瞻技術(shù)開發(fā)。

新公司由電裝把控主導(dǎo)權(quán)，注冊資本5000萬日元，其中電裝出資51%，豐田出資49％。新公司總部設(shè)在電裝的前瞻技術(shù)研究所內(nèi)，計(jì)劃成立初期員工人數(shù)約為500人。

瞄準(zhǔn)氧化鎵

相較燃油車，新能源汽車中用到功率器件的部件更為廣泛。電機(jī)控制器、DC-DC變換器、充電/逆變、電空調(diào)驅(qū)動等高壓部件一般使用的是IGBT功率模塊。而且OBC、DC/DC已在轉(zhuǎn)向使用SiC基功率器件。

隨著電氣化、自動化的發(fā)展，新能源汽車對功率器件的性能和可靠性提出了更為嚴(yán)苛的要求：更高的工作電壓、更快的開關(guān)頻率、更大的電流承載能力、更高的耐溫性能、更強(qiáng)的散熱能力。

當(dāng)前，功率半導(dǎo)體技術(shù)選擇上，IGBT是現(xiàn)在主流的產(chǎn)品，而SiC被視為第三代功率半導(dǎo)體材料，成為羅姆、英飛凌、比亞迪的投資重點(diǎn)。

不過，SiC不是終點(diǎn)。氮化鎵、金剛石、氧化鎵均是半導(dǎo)體公司、整車廠關(guān)注的研究熱點(diǎn)。

比亞迪SiC晶圓

本次豐田和電裝的合作就將重點(diǎn)放在了金剛石、氧化鎵上。豐田，作為全球鮮少能夠自產(chǎn)IGBT的整車廠，與富士電機(jī)、三菱電機(jī)、電裝深入合作。電裝，入股英飛凌，與京都大學(xué)創(chuàng)辦的一家科技初創(chuàng)公司FLOSFIA合作，加強(qiáng)車載半導(dǎo)體產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用。他們都在投資和開發(fā)新一代功率半導(dǎo)體器件，減少和降低用于電動汽車的功率模塊的成本、尺寸。

為什么不是SiC？

提到下一代功率器件，豐田和電裝公司之前各自都專注于研發(fā)SiC，但是新公司的研發(fā)重點(diǎn)卻不是SiC，而是專注于研究新型材料。

電裝技術(shù)人員在接受日經(jīng)記者采訪時指出，“電裝的SiC功率器件目前已經(jīng)被用于即將上市的量產(chǎn)車型，開發(fā)和業(yè)務(wù)部門會共同負(fù)責(zé)它的商業(yè)化應(yīng)用。而新的合資公司將專注于氧化鎵或金剛石等有望挑戰(zhàn)SiC的功率半導(dǎo)體材料”。

其中，氧化鎵最為期待。電裝工程師表示“公司管理層對該材料的潛力評價(jià)很高”。電裝投資的FLOSFIA（總部在京都），是一家致力于研發(fā)氧化鎵的功率半導(dǎo)體器件的初創(chuàng)公司。電裝已經(jīng)開始與FLOSFIA聯(lián)合研究氧化鎵面向汽車的應(yīng)用。

另一方面，關(guān)于SiC，新公司也將著手解決一部分的課題，例如如何實(shí)現(xiàn)SiC基板的低成本化，SiC單晶的高速生長技術(shù)。

從研發(fā)到生產(chǎn)的整合

隨著新的半導(dǎo)體研發(fā)公司的成立，到2020年第一季度，電裝將集成半導(dǎo)體和電子元件從研發(fā)到生產(chǎn)的全部能力。

實(shí)際上在2019年4月雙方宣布成立新公司時，就已經(jīng)正式?jīng)Q定將電裝和豐田的主要電子元件業(yè)務(wù)整合到電裝。他們?yōu)榇撕炗喠藰I(yè)務(wù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議。

在生產(chǎn)方面，豐田和電裝的計(jì)劃是，將于2020年4月1日把豐田廣瀨工廠內(nèi)的電子元件生產(chǎn)全部整合到電裝內(nèi)。該工廠的土地、廠房、設(shè)備、軟件等全部都將轉(zhuǎn)讓給到電裝。而廣瀨工廠自身擁有SiC功率器件的生產(chǎn)設(shè)施，例如專用于SiC的潔凈室等。由此可以推測廣瀨工廠將會是豐田未來的SiC核心量產(chǎn)工廠。

開發(fā)方面，豐田同樣計(jì)劃于2020年4月1日將圖紙和開發(fā)設(shè)備等轉(zhuǎn)移到電裝，完成整合。

豐田與電裝就半導(dǎo)體研發(fā)和生產(chǎn)的整合，進(jìn)一步凸顯出他們對車載半導(dǎo)體的重視。巨頭之間的資源整合，也加速著新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用進(jìn)程。

配備了SiC功率元件的豐田“Carmry”的HEV原型車（圖片：豐田汽車公司）

這不由得使我們聯(lián)想到大眾5月份時的動作。它與兩家半導(dǎo)體大供應(yīng)商達(dá)成合作關(guān)系，一是Cree，它成為了大眾汽車FAST（Future Automotive Supply Tracks，未來汽車供應(yīng)鏈）項(xiàng)目SiC碳化硅的獨(dú)家合作伙伴。二是英飛凌，它成為大眾FAST項(xiàng)目戰(zhàn)略合作伙伴，合作點(diǎn)集中在大眾MEB電力驅(qū)動控制解決方案中的功率模塊。

自從大眾和豐田陸續(xù)表現(xiàn)出在電動汽車的推進(jìn)上的強(qiáng)勢，他們在功率半導(dǎo)體上的競爭也進(jìn)一步加劇。借助與本土供應(yīng)商之間天然的強(qiáng)紐帶，豐田正在搶占功率半導(dǎo)體技術(shù)的制高點(diǎn)。

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