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数十年来，丰富且易于加工的硅一直是半导体行业的必选材料，但电动汽车的兴起，正在帮助削弱其在能源效率方面的主导地位。特斯拉一直是这一变化的催化剂。

这家美国汽车制造商成为头一家在批量生产的汽车中使用碳化硅芯片的同行，并将其纳入其部分 Model 3。此举为节能材料在电动汽车供应链中提供了动力，并对芯片行业产生了影响。

日本芯片制造商罗姆CEO战略官 Kazuhide Ino 表示：“到目前为止，芯片制造商一直在共同努力建立碳化硅市场，但我们已经到了相互竞争的阶段。”

碳化硅，简称SiC，含有硅和碳。它的化学键比硅中的强，是世界上第三硬的物质。加工它需要先进的技术，但与标准硅片相比，这种材料的稳定性和其他特性让芯片制造商将能量损失减少了一半以上。

碳化硅芯片也能很好地散热，允许使用更小的逆变器——这是调节电机功率流动的关键电动汽车组件。

“Model 3 的空气阻力系数与跑车一样低，”日本名古屋大学教授山本正史说。“按比例缩小逆变器使其流线型设计成为可能。”

拆解过程中可以看到包含碳化硅芯片的特斯拉 Model 3 逆变器。

特斯拉的举动震动了芯片行业。6 月，德国芯片制造商英飞凌科技推出了一款用于电动汽车逆变器的 SiC 模块。

英飞凌日本部门的一位经理表示：“SiC 扩张的时间显然比我们预期的更近了。”

现代汽车将在其下一代电动汽车中使用英飞凌制造的 SiC 芯片。据称，与硅相比，这些芯片可使汽车续航里程增加 5% 以上。

法国汽车制造商雷诺于 6 月与总部位于瑞士的意法半导体签署了一项协议，将从 2026 年开始供应 SiC 芯片。该协议还涵盖用氮化镓制成的芯片，氮化镓是另一种半导体晶片的替代材料。

法国市场研究公司 Yole Developpement 预测，到 2026 年，碳化硅功率芯片市场将比 2020 年增长 6 倍，达到 44.8 亿美元。

硅和更昂贵的碳化硅之间的价格差距正在缩小。山本说，大规模生产和其他因素使成本差异从五年前的大约十倍缩小到大约两倍。随着一些芯片行业供应商开始生产更大的 SiC 晶圆，这一差距可能会进一步缩小。

罗姆在该领域一直处于领先地位，2010 年，他们量产了世界上头一个 SiC 晶体管。2009 年，罗姆收购了德国公司 SiCrystal ，增加了生产 SiC晶圆的能力，这也使罗姆具备了从头到尾生产碳化硅的能力。这家日本公司的目标是到 2025 财年在 SiC 芯片的全球市场份额达到 30%。它近期在日本福冈县的一家工厂开设了一个额外的生产设施，这是将产能增加五倍以上的计划的一部分。

罗姆表示，许多即将推出的电动汽车型号将使用其 SiC 芯片。它还与中国电动汽车制造商吉利就下一代芯片技术达成协议。

硅并不是头一种芯片材料。1947 年美国贝尔实验室开创性地发明晶体管后，使用了锗晶体。1960 年代，随着半导体行业的兴起，硅取代了这种元素。世界上较大的两家硅片供应商——信越化学和 Sumco——都设在日本。

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来源：半导体行业观察