英飛凌作為全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)絕對(duì)的領(lǐng)軍者，對(duì)全球“減碳”事業(yè)的探索也一直走在前列。2023年4月，英飛凌還將工業(yè)功率控制事業(yè)部正式更名為零碳工業(yè)功率（GIP,Green Industrial Power）事業(yè)部，也可以看出英飛凌繼續(xù)加碼綠色能源市場(chǎng)的決心和信心。
SiC作為英飛凌減碳事業(yè)的關(guān)鍵產(chǎn)品，一直以來(lái)英飛凌對(duì)SiC產(chǎn)品在多個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用市場(chǎng)推進(jìn)付出了諸多努力。同時(shí)，英飛凌也堅(jiān)定看好SiC的發(fā)展前景，2024年，英飛凌還將發(fā)布多款碳化硅產(chǎn)品和新一代碳化硅技術(shù)。
本次我們邀請(qǐng)到英飛凌科技零碳工業(yè)功率事業(yè)部大中華區(qū)產(chǎn)品總監(jiān)王丹先生，給我們分享一下英飛凌SiC產(chǎn)品在零碳工業(yè)市場(chǎng)的探索進(jìn)展與計(jì)劃：
Q1、
A：碳化硅MOSFET在材料與器件特性上不同于傳統(tǒng)硅，如何保證性能和可靠性的平衡是所有廠家需要面對(duì)的首要問(wèn)題。英飛凌M1H CoolSiC™ MOSFET非對(duì)稱溝槽柵提供性能與可靠性的最優(yōu)折衷設(shè)計(jì)。
作為溝槽柵技術(shù)的倡導(dǎo)者和先行者，英飛凌CoolSiC™ MOSFET采用非對(duì)稱溝槽柵結(jié)構(gòu)，這一創(chuàng)新的技術(shù)很好解決了柵極氧化層的可靠性問(wèn)題，也提高了SiC MOSFET的性能，而且使得每個(gè)晶圓可以比平面柵多產(chǎn)出30%的芯片，在成本和性能上保持持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
新推出的增強(qiáng)型M1H碳化硅（SiC）MOSFET芯片，進(jìn)一步改善了柵氧化層質(zhì)量，使得閾值漂移可以忽略不計(jì)，并且顯著拓寬了柵極電壓窗口。M1H芯片的閾值電壓約4.5V，具有非常低的米勒電容，能夠有效抑制寄生導(dǎo)通現(xiàn)象，增加可靠性。
英飛凌CoolSiC™芯片技術(shù)性能上的優(yōu)勢(shì)，使變換器的設(shè)計(jì)可以變得更有效率，單個(gè)逆變器的額定功率得以進(jìn)一步提高，從而降低整體系統(tǒng)成本。
Q2、
A：我們預(yù)計(jì)到2030年，SiC的市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至約200億歐元。屆時(shí)，英飛凌將占據(jù)全球30%的SiC市場(chǎng)份額，其中工業(yè)和汽車(chē)應(yīng)用市場(chǎng)的占比預(yù)計(jì)將各為50%。
Q3、
A：光伏，電動(dòng)汽車(chē)，儲(chǔ)能充電等電力電子系統(tǒng)向更高電壓發(fā)展已經(jīng)成為行業(yè)的必然趨勢(shì)，這對(duì)半導(dǎo)體器件也提出了高耐壓要求。
相比于硅基高壓器件，碳化硅開(kāi)關(guān)器件擁有更高的頻率和更小的導(dǎo)通電阻以及開(kāi)關(guān)損耗，在大功率或超大功率應(yīng)用領(lǐng)域有著天然的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，也必將伴隨著應(yīng)用的發(fā)展向著更高的電壓等級(jí)蓄力發(fā)展。
英飛凌在碳化硅芯片技術(shù)、器件設(shè)計(jì)和應(yīng)用上積累了20多年豐富經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新的技術(shù)，并且不斷推陳出新，推出更高電壓等級(jí)的SiC功率器件，在工業(yè)級(jí)與車(chē)規(guī)級(jí)解決方案并行發(fā)力，橫跨600V至3300V規(guī)格。
自2022年2000V CoolSiC™ MOSFET推出Easy3B封裝的功率模塊，今年2000V MOSFET模塊系列新添全新工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封裝產(chǎn)品——62mm CoolSiC™ MOSFET 2000V M1H產(chǎn)品。
此外，2023年英飛凌推出3.3kV XHP2 CoolSiC™ MOSFET功率模塊，專門(mén)針對(duì)牽引應(yīng)用量身定制。該模塊不僅滿足牽引等苛刻的運(yùn)行條件，而且可使列車(chē)電機(jī)和變頻器的總能耗降低10%，有助于打造更環(huán)保、更安靜的列車(chē)。這些特性對(duì)于未來(lái)的列車(chē)交通極其重要。
正是由于SiC MOSFET的出色性能，其在光伏逆變器、UPS、ESS、電動(dòng)汽車(chē)充電、燃料電池、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域都有越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
Q4、
A：過(guò)去的三四年里，晶圓供應(yīng)短缺一直是制約寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大瓶頸之一。面對(duì)不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，包括英飛凌在內(nèi)的眾多重量級(jí)玩家已經(jīng)意識(shí)到必須擴(kuò)大投資，以支持供應(yīng)鏈建設(shè)。
英飛凌旨在成為行業(yè)最具競(jìng)爭(zhēng)力的SiC技術(shù)提供商，目標(biāo)到2030年之前，在全球碳化硅市場(chǎng)中所占的份額提高到30%，碳化硅年收入超70億歐元。
2023年，英飛凌投資50億歐元在馬來(lái)西亞建造全球最大的8英寸碳化硅功率晶圓廠；對(duì)菲拉赫工廠現(xiàn)有硅設(shè)備進(jìn)行改造，將現(xiàn)有的150毫米和200毫米硅生產(chǎn)線轉(zhuǎn)換為碳化硅和氮化鎵生產(chǎn)線中心。
此外，英飛凌與包括天岳先進(jìn)和天科合達(dá)在內(nèi)的6家SiC供應(yīng)商簽訂了晶圓和晶錠供應(yīng)供貨協(xié)議，確保供應(yīng)鏈高效安全，蓄足力量迎接碳化硅市場(chǎng)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)，鞏固SiC技術(shù)和規(guī)模方面的領(lǐng)先地位。
Q5、
A：堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新：英飛凌作為以創(chuàng)新為立命之本的半導(dǎo)體企業(yè)，長(zhǎng)久以來(lái)，一直踐行以技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品創(chuàng)新，以產(chǎn)品創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)應(yīng)用創(chuàng)新的理念。
作為功率半導(dǎo)體的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，英飛凌連續(xù)20年蟬聯(lián)全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)占有率第一的殊榮，并且不斷加碼第三代半導(dǎo)體，從硅，碳化硅到氮化鎵，英飛凌在所有材料和技術(shù)的功率系統(tǒng)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和差異化產(chǎn)品在市場(chǎng)中保持領(lǐng)先地位。
堅(jiān)持客戶導(dǎo)向：半導(dǎo)體技的產(chǎn)品創(chuàng)新與應(yīng)用創(chuàng)新以前所未有的方式在加速的融合，共同迭代成長(zhǎng)。英飛凌始終與客戶緊密站在一起，傾聽(tīng)客戶的聲音，與客戶一起設(shè)計(jì)領(lǐng)先的方案，共同參與新興應(yīng)用的早期開(kāi)發(fā)，推出更多滿足客戶需求的產(chǎn)品，助力他們成為本土市場(chǎng)的技術(shù)引領(lǐng)者。
堅(jiān)持長(zhǎng)期主義：英飛凌秉持長(zhǎng)期主義的經(jīng)營(yíng)理念，順應(yīng)全球低碳化和數(shù)字化兩大方向，積極布局消費(fèi)電子、能源、汽車(chē)三個(gè)板塊的長(zhǎng)期發(fā)展，從原材料的供應(yīng)到生產(chǎn)流程的優(yōu)化，多管齊下，我們?nèi)姘芽厣a(chǎn)流程，確保供應(yīng)鏈的長(zhǎng)期安全可靠。立足長(zhǎng)遠(yuǎn)的技術(shù)路線，優(yōu)質(zhì)可靠的質(zhì)量保證，形成差異化的，規(guī)模化的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，從容應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
Q6、
A：SiC器件的應(yīng)用潛力貫穿于整個(gè)能源轉(zhuǎn)換鏈，可為交通、新能源發(fā)電、儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用場(chǎng)景中提供能效提升的潛力。
以光伏為例，采用英飛凌CoolSiC™系列的碳化硅MOSFET，在重量不變的前提下，可以將組串式逆變器的功率翻倍。高溫工作時(shí)的效率下降現(xiàn)象也會(huì)因?yàn)樘蓟杵骷氖褂枚蟠蟾纳啤?/font>
而在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，電池是主要成本擔(dān)當(dāng)，如果從超級(jí)結(jié)MOSFET切換到1200V的碳化硅MOSFET，可以降低電池?fù)p耗，在不增加電池尺寸的前提下提升電池電量。
此外，CoolSiC™ MOSFET可減小工業(yè)電源的系統(tǒng)尺寸，使全天候運(yùn)行的不間斷電源系統(tǒng)能耗大幅降低。
而面向電動(dòng)汽車(chē)充電樁應(yīng)用，英飛凌碳化硅產(chǎn)品得益于其高功率密度的優(yōu)勢(shì)，器件數(shù)量較同類硅解決方案減少了一半，可以實(shí)現(xiàn)更高的充電效率。
英飛凌提倡“從產(chǎn)品到系統(tǒng)”的戰(zhàn)略方針，但從產(chǎn)品技術(shù)到解決方案，是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，并非僅靠一己之力就能順利實(shí)現(xiàn)，只有通過(guò)與客戶的緊密合作，深耕于對(duì)客戶的理解，才能夠解決客戶系統(tǒng)面臨的問(wèn)題，幫助客戶的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)。也只有這樣，才能真正設(shè)計(jì)出既有創(chuàng)新力，又被市場(chǎng)認(rèn)可的產(chǎn)品。
Q7、
A：英飛凌是唯一一家在能源效率方面，可以面向發(fā)電、輸電、配電和儲(chǔ)能領(lǐng)域提供完整產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案的功率半導(dǎo)體公司，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，覆蓋發(fā)電、儲(chǔ)能、電力傳輸、家電、工業(yè)驅(qū)動(dòng)、工業(yè)電源供應(yīng)、工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)車(chē)輛、牽引等，在能源轉(zhuǎn)換鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)都必不可少。
英飛凌致力于為世界注入無(wú)限綠色能源，讓每一個(gè)人都能隨時(shí)隨地獲取所需的能源。2023年4月，工業(yè)功率控制（IPC，Industry Power Control）事業(yè)部正式更名為零碳工業(yè)功率（GIP,Green Industrial Power）事業(yè)部，也可以看出英飛凌繼續(xù)加碼綠色能源市場(chǎng)的決心和信心。
英飛凌在風(fēng)能和太陽(yáng)能領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，公司的功率半導(dǎo)體為整個(gè)能源轉(zhuǎn)換鏈樹(shù)立了很高的效率標(biāo)準(zhǔn)。未來(lái)，英飛凌將繼續(xù)憑借廣泛的產(chǎn)品組合和技術(shù)，以及在功率半導(dǎo)體、軟件和服務(wù)方面的前沿專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)豐富的全球團(tuán)隊(duì)，助力社會(huì)綠色轉(zhuǎn)型，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)、社會(huì)邁向凈零排放、實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)。
Q8、
A：2024年，英飛凌碳化硅產(chǎn)品將有重磅產(chǎn)品發(fā)布。此外，英飛凌下一代碳化硅技術(shù)也將在2024年有更詳細(xì)的披露，敬請(qǐng)期待！
可以看出英飛凌對(duì)碳化硅發(fā)展前景寄予厚望，并信心十足。從碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈布局上看，英飛凌在產(chǎn)品、產(chǎn)能、應(yīng)用等方面正在全面滲透并逐步提升碳化硅半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)品組合以及產(chǎn)能，為即將迎來(lái)爆發(fā)的市場(chǎng)做了充足準(zhǔn)備！
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