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SiC,30年意味着什麼?

作者:寬禁帶聯盟

沈璐

英飛淩工業功率控制事業部

大中華區進階市場總監

SiC,30年意味着什麼?

一直以來英飛淩都在積極推進創新,在功率器件領域的創新使得我們已經連續 18 年位列市場佔有率第一。無論是從創新還是從企業社會責任角度出發,英飛淩都會不遺餘力地在碳化矽領域做出自己的貢獻。

據Yole預測,碳化矽市場規模有望在2025年超過25億美金,年複合增長率超過30%,其中可再生能源和新能源汽車等都是碳化矽極有前景的應用領域。英飛淩自1992開始着手于碳化矽的研究,在長達 30 年的時間裡,英飛淩不斷地進行技術打磨和沉澱,幫助新材料在新應用中快速成長。迄今為止英飛淩CoolSiC™商用已有21年,未來CoolSiC™ 碳化矽器件将繼續在工業、電動汽車領域的三大闆塊:光伏和儲能、充電設施以及各類電源應用中大有所為。

回顧英飛淩的碳化矽發展之路:

  • 1992年起,英飛淩開始着手碳化矽的研究
  • 1998年,英飛淩開始在大批量矽功率生産線上進行2英寸矽片技術整合
  • 2001年,英飛淩成為全球首家推出碳化矽二極管的廠商,自此開啟碳化矽的商用
  • 2015年,實作了碳化矽從4英寸轉6英寸晶圓的生産
  • 2017年,釋出1200V 碳化矽 MOSFET
  • 2018年,通過收購 Siltectra 公司,獲得了碳化矽晶圓的冷切割技術
  • 2019年,釋出了1200V的車規級碳化矽 MOSFET
  • 2020年,

- 在光伏領域,根據客戶需求,為中國市場定制化了 EasyPACK™3B 碳化矽混合子產品。

- 面向全球汽車行業公開發售碳化矽HybridPACK™ Drive 子產品

- 釋出了1200V IPM碳化矽子產品

  • 2022年,英飛淩擴大第三代半導體的産能,将投資超過20億歐元(合計約144億人民币)擴大SiC 和 GaN的産能
SiC,30年意味着什麼?

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英飛淩碳化矽解決方案如何脫穎而出?

多年來,英飛淩在碳化矽器件量産上積累了豐富的經驗,同時公司内部還設立了專門的碳化矽研發加速項目。無論是新品釋出,還是目标市場覆寫,英飛淩都呈現越來越活躍的态勢。英飛淩已釋出200款 CoolSiC™産品,超過130個型号針對客戶創新需求開發,在全球範圍内更是擁有超過3,000家的活躍客戶。

SiC,30年意味着什麼?

一方面,英飛淩憑借對系統和應用的深入了解,通過與客戶的緊密溝通合作,定義出滿足市場需求的産品和解決方案。英飛淩為客戶及夥伴帶來差異化的創新方案,豐富的拓撲和靈活的晶片配置。

另一方面,英飛淩不斷開發新技術,在CoolSiC™産品領域,英飛淩的工業級與車規級解決方案并行發力,橫跨600V至1700V規格,同時朝着更高的電壓等級蓄力發展,為客戶提供全面的系統級解決方案。

在備受關注的供應鍊方面,近年來,英飛淩一直持續加大投資強化碳化矽供應保障,包括通過Villach工廠增加碳化矽前道加工産能、簽署長期供貨合約、提升生産效率保障供給等。此外,英飛淩也通過冷切割技術,為晶圓生産效率提升及供應安全保駕護航

憑借多年創新研發經驗、全面且靈活的解決方案、量産和客戶服務能力等優勢,英飛淩近年來相關營收不斷增長。

直面挑戰:

首先,碳化矽在材料與工藝特性上不同于傳統矽,品質和可靠性的保證是所有廠家需要面對的首要問題。英飛淩采用最新的技術,通過近 30 年的研發和實踐才最終摸索出了一套立足長遠、更具戰略優勢的技術路線,并于2021年推出了碳化矽可靠性研究白皮書,為客戶全面梳理了SiC MOSFET可靠性的問題。

其次,新興技術勢必在應用方面需要更多的探索。碳化矽技術應用的能力,需要擺脫源自矽器件使用的傳統經驗和思維,有更多思考和實踐。在為成熟行業的領先客戶、領先設計做好技術服務的同時,英飛淩也在積極參與新興行業的早期預研項目,緻力于拓展碳化矽應用。

把握機遇:

于氫燃料電池領域雪中送炭

目前,氫燃料電池正在迎來一個由成長到成熟的發展階段,該行業的快速成長期或許就在未來不遠處。在這應用中,高速空壓機的轉速會達到10 萬轉以上,光靠矽器件實作30kW以上的高速電機比較困難,是以碳化矽的發展和成熟,對于氫燃料電池行業來說無疑是雪中送炭。同時,碳化矽也是燃料電池大功率DC-DC 轉換器不二的選擇。

在汽車領域前景樂觀

在汽車領域,碳化矽産品所發揮的作用是對矽器件的較好延伸或補充。例如,四驅大功率進階轎車和進階 SUV 等續航裡程比較長、電池容量比較大的車型,通常需要大功率支援,使用碳化矽做主驅設計有助于提升功率密度,有效降低電池裝載量或者有效增程。而英飛淩研發的碳化矽産品在這方面的性能表現是非常卓越的。英飛淩的 HybridPACK™ Drive 車規級碳化矽子產品已在在亞洲一家主要電動車廠家的逆變器系統中量産;CoolSiC™ 混合型分立器件已經應用在多個國際整車廠OBC平台中實作大規模量産;英飛淩的 CoolSiC™ Schottky 二極管也已經應用在歐洲一個汽車平台的 OBC 系統中,并且已經量産。

為大中華區客戶持續創造價值

英飛淩大中華區深刻了解碳化矽行業應用需求,依托龐大學地化應用技術團隊,提高碳化矽應用技術服務能力,不斷創新、開拓新興應用。同時,英飛淩也積極打造産業協作生态圈,與中國客戶合作共赢,曆年舉辦碳化矽應用技術發展論壇,并釋出碳化矽可靠性研究白皮書,推動全産業鍊共同成長,為客戶持續創造價值。

SiC,30年意味着什麼?

依托龐大學地化應用技術團隊,提供碳化矽應用技術服務能力

面對氣候變化和資源稀缺、人口和社會變遷的挑戰,伴随城市化程序以及數字化轉型的趨勢,減少全球二氧化碳排放, 讓能源管理更高效智能是大勢所趨。碳化矽是打開高效能源之門的鑰匙,也是實作碳中和目标的關鍵。趨勢浪潮下,英飛淩将進一步加強在碳化矽領域技術的領先性,為實作碳中和做出貢獻。

來源:英飛淩官微