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)。新公司計劃于2020年4月成立，主要研發(fā)下一代車載半導體技術。他們將目光投向了能夠挑戰(zhàn)SiC（碳化硅）和GaN（氮化鎵）的功率半導體氧化鎵、金剛石。

通過對產品基本結構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前瞻技術開發(fā)。

新公司由電裝把控主導權，注冊資本5000萬日元，其中電裝出資51%，豐田出資49％。新公司總部設在電裝的前瞻技術研究所內，計劃成立初期員工人數約為500人。

瞄準氧化鎵

相較燃油車，新能源汽車中用到功率器件的部件更為廣泛。電機控制器、DC-DC變換器、充電/逆變、電空調驅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苛的要求：更高的工作電壓、更快的開關頻率、更大的電流承載能力、更高的耐溫性能、更強的散熱能力。

當前，功率半導體技術選擇上，IGBT是現在主流的產品，而SiC被視為第三代功率半導體材料，成為羅姆、英飛凌、比亞迪的投資重點。

不過，SiC不是終點。氮化鎵、金剛石、氧化鎵均是半導體公司、整車廠關注的研究熱點。

比亞迪SiC晶圓

本次豐田和電裝的合作就將重點放在了金剛石、氧化鎵上。豐田，作為全球鮮少能夠自產IGBT的整車廠，與富士電機、三菱電機、電裝深入合作。電裝，入股英飛凌，與京都大學創(chuàng)辦的一家科技初創(chuàng)公司FLOSFIA合作，加強車載半導體產品的開發(fā)和應用。他們都在投資和開發(fā)新一代功率半導體器件，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)重點卻不是SiC，而是專注于研究新型材料。

電裝技術人員在接受日經記者采訪時指出，“電裝的SiC功率器件目前已經被用于即將上市的量產車型，開發(fā)和業(yè)務部門會共同負責它的商業(yè)化應用。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)氧化鎵的功率半導體器件的初創(chuàng)公司。電裝已經開始與FLOSFIA聯(lián)合研究氧化鎵面向汽車的應用。

另一方面，關于SiC，新公司也將著手解決一部分的課題，例如如何實現SiC基板的低成本化，SiC單晶的高速生長技術。

從研發(fā)到生產的整合

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

實際上在2019年4月雙方宣布成立新公司時，就已經正式決定將電裝和豐田的主要電子元件業(yè)務整合到電裝。他們?yōu)榇撕炗喠藰I(yè)務轉讓協(xié)議。

在生產方面，豐田和電裝的計劃是，將于2020年4月1日把豐田廣瀨工廠內的電子元件生產全部整合到電裝內。該工廠的土地、廠房、設備、軟件等全部都將轉讓給到電裝。而廣瀨工廠自身擁有SiC功率器件的生產設施，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核心量產工廠。

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

豐田與電裝就半導體研發(fā)和生產的整合，進一步凸顯出他們對車載半導體的重視。巨頭之間的資源整合，也加速著新技術的研發(fā)和應用進程。

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。它與兩家半導體大供應商達成合作關系，一是Cree，它成為了大眾汽車FAST（Future Automotive Supply Tracks，未來汽車供應鏈）項目SiC碳化硅的獨家合作伙伴。二是英飛凌，它成為大眾FAST項目戰(zhàn)略合作伙伴，合作點集中在大眾MEB電力驅動控制解決方案中的功率模塊。

自從大眾和豐田陸續(xù)表現出在電動汽車的推進上的強勢，他們在功率半導體上的競爭也進一步加劇。借助與本土供應商之間天然的強紐帶，豐田正在搶占功率半導體技術的制高點。

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