SiC，30年意味著什么？

沈璐

英飛凌工業(yè)功率控制事業(yè)部

大中華區(qū)高級(jí)市場(chǎng)總監(jiān)

一直以來(lái)英飛凌都在積極推進(jìn)創(chuàng)新，在功率器件領(lǐng)域的創(chuàng)新使得我們已經(jīng)連續(xù) 18 年位列市場(chǎng)份額第一。無(wú)論是從創(chuàng)新還是從企業(yè)社會(huì)責(zé)任角度出發(fā)，英飛凌都會(huì)不遺余力地在碳化硅領(lǐng)域做出自己的貢獻(xiàn)。

據(jù)Yole預(yù)測(cè)，碳化硅市場(chǎng)規(guī)模有望在2025年超過(guò)25億美金，年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)30%，其中可再生能源和新能源汽車等都是碳化硅極有前景的應(yīng)用領(lǐng)域。英飛凌自1992開始著手于碳化硅的研究，在長(zhǎng)達(dá) 30 年的時(shí)間里，英飛凌不斷地進(jìn)行技術(shù)打磨和沉淀，幫助新材料在新應(yīng)用中快速成長(zhǎng)。迄今為止英飛凌CoolSiC商用已有21年，未來(lái)CoolSiC 碳化硅器件將繼續(xù)在工業(yè)、電動(dòng)汽車領(lǐng)域的三大板塊：光伏和儲(chǔ)能、充電設(shè)施以及各類電源應(yīng)用中大有所為。

回顧英飛凌的碳化硅發(fā)展之路：

1992年起，英飛凌開始著手碳化硅的研究

1998年，英飛凌開始在大批量硅功率生產(chǎn)線上進(jìn)行2英寸硅片技術(shù)整合

2001年，英飛凌成為全球首家推出碳化硅二極管的廠商，自此開啟碳化硅的商用

2015年，實(shí)現(xiàn)了碳化硅從4英寸轉(zhuǎn)6英寸晶圓的生產(chǎn)

2017年，發(fā)布1200V 碳化硅 MOSFET

2018年，通過(guò)收購(gòu) Siltectra 公司，獲得了碳化硅晶圓的冷切割技術(shù)

2019年，發(fā)布了1200V的車規(guī)級(jí)碳化硅 MOSFET

2020年，

- 在光伏領(lǐng)域，根據(jù)客戶需求，為中國(guó)市場(chǎng)定制化了 EasyPACK3B 碳化硅混合模塊。

- 面向全球汽車行業(yè)公開發(fā)售碳化硅HybridPACK Drive 模塊

- 發(fā)布了1200V IPM碳化硅模塊

2022年，英飛凌擴(kuò)大第三代半導(dǎo)體的產(chǎn)能，將投資超過(guò)20億歐元（合計(jì)約144億人民幣）擴(kuò)大SiC 和 GaN的產(chǎn)能

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英飛凌碳化硅解決方案如何脫穎而出？

多年來(lái)，英飛凌在碳化硅器件量產(chǎn)上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)公司內(nèi)部還設(shè)立了專門的碳化硅研發(fā)加速項(xiàng)目。無(wú)論是新品發(fā)布，還是目標(biāo)市場(chǎng)覆蓋，英飛凌都呈現(xiàn)越來(lái)越活躍的態(tài)勢(shì)。英飛凌已發(fā)布200款 CoolSiC產(chǎn)品，超過(guò)130個(gè)型號(hào)針對(duì)客戶創(chuàng)新需求開發(fā)，在全球范圍內(nèi)更是擁有超過(guò)3,000家的活躍客戶。

一方面，英飛凌憑借對(duì)系統(tǒng)和應(yīng)用的深入理解，通過(guò)與客戶的緊密溝通合作，定義出滿足市場(chǎng)需求的產(chǎn)品和解決方案。英飛凌為客戶及伙伴帶來(lái)差異化的創(chuàng)新方案，豐富的拓?fù)浜挽`活的芯片配置。

另一方面，英飛凌不斷開發(fā)新技術(shù)，在CoolSiC產(chǎn)品領(lǐng)域，英飛凌的工業(yè)級(jí)與車規(guī)級(jí)解決方案并行發(fā)力，橫跨600V至1700V規(guī)格，同時(shí)朝著更高的電壓等級(jí)蓄力發(fā)展，為客戶提供全面的系統(tǒng)級(jí)解決方案。

在備受關(guān)注的供應(yīng)鏈方面，近年來(lái)，英飛凌一直持續(xù)加大投資強(qiáng)化碳化硅供應(yīng)保障，包括通過(guò)Villach工廠增加碳化硅前道加工產(chǎn)能、簽署長(zhǎng)期供貨合約、提升生產(chǎn)效率保障供給等。此外，英飛凌也通過(guò)冷切割技術(shù)，為晶圓生產(chǎn)效率提升及供應(yīng)安全保駕護(hù)航

憑借多年創(chuàng)新研發(fā)經(jīng)驗(yàn)、全面且靈活的解決方案、量產(chǎn)和客戶服務(wù)能力等優(yōu)勢(shì)，英飛凌近年來(lái)相關(guān)營(yíng)收不斷增長(zhǎng)。

直面挑戰(zhàn)：

首先，碳化硅在材料與工藝特性上不同于傳統(tǒng)硅，質(zhì)量和可靠性的保證是所有廠家需要面對(duì)的首要問(wèn)題。英飛凌采用最新的技術(shù)，通過(guò)近 30 年的研發(fā)和實(shí)踐才最終摸索出了一套立足長(zhǎng)遠(yuǎn)、更具戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)的技術(shù)路線，并于2021年推出了碳化硅可靠性研究白皮書，為客戶全面梳理了SiC MOSFET可靠性的問(wèn)題。

其次，新興技術(shù)勢(shì)必在應(yīng)用方面需要更多的探索。碳化硅技術(shù)應(yīng)用的能力，需要擺脫源自硅器件使用的傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)和思維，有更多思考和實(shí)踐。在為成熟行業(yè)的領(lǐng)先客戶、領(lǐng)先設(shè)計(jì)做好技術(shù)服務(wù)的同時(shí)，英飛凌也在積極參與新興行業(yè)的早期預(yù)研項(xiàng)目，致力于拓展碳化硅應(yīng)用。

把握機(jī)遇：

于氫燃料電池領(lǐng)域雪中送炭

目前，氫燃料電池正在迎來(lái)一個(gè)由成長(zhǎng)到成熟的發(fā)展階段，該行業(yè)的快速成長(zhǎng)期或許就在未來(lái)不遠(yuǎn)處。在這應(yīng)用中，高速空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)達(dá)到10 萬(wàn)轉(zhuǎn)以上，光靠硅器件實(shí)現(xiàn)30kW以上的高速電機(jī)比較困難，因此碳化硅的發(fā)展和成熟，對(duì)于氫燃料電池行業(yè)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是雪中送炭。同時(shí)，碳化硅也是燃料電池大功率DC-DC 轉(zhuǎn)換器不二的選擇。

在汽車領(lǐng)域前景樂(lè)觀

在汽車領(lǐng)域，碳化硅產(chǎn)品所發(fā)揮的作用是對(duì)硅器件的較好延伸或補(bǔ)充。例如，四驅(qū)大功率高級(jí)轎車和高級(jí) SUV 等續(xù)航里程比較長(zhǎng)、電池容量比較大的車型，通常需要大功率支持，使用碳化硅做主驅(qū)設(shè)計(jì)有助于提升功率密度，有效降低電池裝載量或者有效增程。而英飛凌研發(fā)的碳化硅產(chǎn)品在這方面的性能表現(xiàn)是非常卓越的。英飛凌的 HybridPACK Drive 車規(guī)級(jí)碳化硅模塊已在在亞洲一家主要電動(dòng)車廠家的逆變器系統(tǒng)中量產(chǎn)；CoolSiC 混合型分立器件已經(jīng)應(yīng)用在多個(gè)國(guó)際整車廠OBC平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)；英飛凌的 CoolSiC Schottky 二極管也已經(jīng)應(yīng)用在歐洲一個(gè)汽車平臺(tái)的 OBC 系統(tǒng)中，并且已經(jīng)量產(chǎn)。

為大中華區(qū)客戶持續(xù)創(chuàng)造價(jià)值

英飛凌大中華區(qū)深刻理解碳化硅行業(yè)應(yīng)用需求，依托龐大本地化應(yīng)用技術(shù)團(tuán)隊(duì)，提高碳化硅應(yīng)用技術(shù)服務(wù)能力，不斷創(chuàng)新、開拓新興應(yīng)用。同時(shí)，英飛凌也積極打造產(chǎn)業(yè)協(xié)作生態(tài)圈，與中國(guó)客戶合作共贏，歷年舉辦碳化硅應(yīng)用技術(shù)發(fā)展論壇，并發(fā)布碳化硅可靠性研究白皮書，推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈共同成長(zhǎng)，為客戶持續(xù)創(chuàng)造價(jià)值。

依托龐大本地化應(yīng)用技術(shù)團(tuán)隊(duì)，

提供碳化硅應(yīng)用技術(shù)服務(wù)能力

面對(duì)氣候變化和資源稀缺、人口和社會(huì)變遷的挑戰(zhàn)，伴隨城市化進(jìn)程以及數(shù)字化轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)，減少全球二氧化碳排放, 讓能源管理更高效智能是大勢(shì)所趨。碳化硅是打開高效能源之門的鑰匙，也是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵。趨勢(shì)浪潮下，英飛凌將進(jìn)一步加強(qiáng)在碳化硅領(lǐng)域技術(shù)的領(lǐng)先性，為實(shí)現(xiàn)碳中和做出貢獻(xiàn)。