英飛凌：30年持續(xù)領(lǐng)跑碳化硅技術(shù)，成為首選的零碳技術(shù)創(chuàng)新伙伴

2024年，全球極端天氣頻發(fā)，成為有氣象記錄以來最熱的一年，颶風(fēng)、干旱等災(zāi)害比往年更加嚴(yán)重。在此背景下，推動(dòng)社會(huì)的綠色低碳轉(zhuǎn)型，提升發(fā)展的“綠色含量”已成為廣泛共識(shí)。在經(jīng)濟(jì)社會(huì)踏“綠”前行的過程中，第三代半導(dǎo)體尤其是碳化硅作為關(guān)鍵支撐，如何破局飛速發(fā)展的市場(chǎng)與價(jià)格戰(zhàn)的矛盾，除了當(dāng)下熱門的新能源汽車應(yīng)用，如何在工業(yè)儲(chǔ)能等其他應(yīng)用市場(chǎng)多點(diǎn)開花?在日前舉辦的年度碳化硅媒體發(fā)布會(huì)上，英飛凌科技工業(yè)與基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)大中華區(qū)高管團(tuán)隊(duì)從業(yè)務(wù)策略、商業(yè)模式到產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)等多個(gè)維度，全面展示了英飛凌在碳化硅領(lǐng)域30年的深耕積累和差異化優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)闡釋了如何做“能源全鏈條的關(guān)鍵賦能者” 。

30年領(lǐng)跑碳化硅技術(shù)，做能源全鏈條關(guān)鍵賦能者

綠色高效的能源是英飛凌在低碳化、數(shù)字化愿景下重點(diǎn)聚焦的三大業(yè)務(wù)增長(zhǎng)領(lǐng)域之一。英飛凌科技高級(jí)副總裁、工業(yè)與基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)大中華區(qū)負(fù)責(zé)人于代輝表示，進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)近三十年，英飛凌持續(xù)深耕能源全鏈條，為包括發(fā)電、輸配電、儲(chǔ)能、用電在內(nèi)的電力全價(jià)值鏈提供系統(tǒng)級(jí)的高能效產(chǎn)品和解決方案，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于風(fēng)電、光伏、高鐵、儲(chǔ)能等應(yīng)用領(lǐng)域，為推動(dòng)整個(gè)社會(huì)實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)揮著重要作用。結(jié)合自身定位“能源全鏈條上的關(guān)鍵賦能者“，可以說英飛凌在發(fā)電、輸配電和儲(chǔ)能等領(lǐng)域已做到“全鏈條覆蓋，全賽道布局”。

英飛凌科技高級(jí)副總裁、工業(yè)與基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)大中華區(qū)負(fù)責(zé)人于代輝

在于代輝看來，碳化硅是滿足可持續(xù)性能源生產(chǎn)和消費(fèi)的核心技術(shù)，能憑借更大功率、更低損耗和更高開關(guān)速度等優(yōu)勢(shì)特性，滿足綠色能源相關(guān)應(yīng)用在高能效、系統(tǒng)級(jí)性價(jià)比和貫穿全壽命周期的可靠性等方面的要求。經(jīng)過30年的深耕，在碳化硅產(chǎn)業(yè)這條賽道上，英飛凌以創(chuàng)新先行者的姿態(tài)，持續(xù)引領(lǐng)著碳化硅技術(shù)的發(fā)展方向。早在1992年，英飛凌便率先開始了碳化硅技術(shù)的研發(fā)，并于2001年推出了全球第一款商用碳化硅二極管，開啟了碳化硅的商用進(jìn)程。此后，英飛凌不斷進(jìn)行技術(shù)打磨和沉淀，加快產(chǎn)品的創(chuàng)新和迭代升級(jí)，幫助新材料在新應(yīng)用中快速成長(zhǎng)。公司的碳化硅生產(chǎn)線也從起初的4英寸切換到6英寸，并逐步向8英寸過渡，引領(lǐng)著碳化硅生產(chǎn)工藝的新潮流。

“一致性、領(lǐng)先性、創(chuàng)新性、經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性，不僅是我們對(duì)碳化硅產(chǎn)品的期望，也是客戶在使用碳化硅過程中感受最深的五個(gè)痛點(diǎn)?！?于代輝用“穩(wěn)”、“先”、“卓”、“優(yōu)”和“融”這五個(gè)關(guān)鍵字，傳遞出英飛凌希望通過穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量、多元化的供應(yīng)鏈保障、領(lǐng)先的技術(shù)創(chuàng)新、卓越的產(chǎn)品性能和優(yōu)化的產(chǎn)能布局，來不斷滿足和解決客戶的痛點(diǎn)需求，推動(dòng)碳化硅市場(chǎng)快速發(fā)展的決心和能力。

作為英飛凌科技工業(yè)與基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)大中華區(qū)負(fù)責(zé)人，于代輝特別強(qiáng)調(diào)了“融”字的重要性。與中國(guó)市場(chǎng)和客戶的深度融合，“融入市場(chǎng)，融入客戶”， 充分了解本土市場(chǎng)需求、加快對(duì)市場(chǎng)和客戶的響應(yīng)速度、加強(qiáng)本土應(yīng)用創(chuàng)新能力，加深對(duì)本土需求和系統(tǒng)的理解，從而為國(guó)內(nèi)客戶提供“端到端”增值服務(wù)，才能夠在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

英飛凌科技副總裁、工業(yè)與基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)大中華區(qū)市場(chǎng)負(fù)責(zé)人沈璐

重塑行業(yè)格局，碳化硅何以英飛凌?

在推動(dòng)低碳化轉(zhuǎn)型的過程中，轉(zhuǎn)向可再生能源是核心環(huán)節(jié)，而如何在能源轉(zhuǎn)換過程中實(shí)現(xiàn)更高效的能源轉(zhuǎn)換效率則是關(guān)鍵挑戰(zhàn)。碳化硅恰恰就是這樣一種提升能效的功率半導(dǎo)體技術(shù)。其核心目標(biāo)就是在低碳化轉(zhuǎn)型框架下，將兩個(gè)過去尚未被滿足的需求變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)：一是能效創(chuàng)新，尤其是提升光伏、儲(chǔ)能、充電樁等應(yīng)用的能效;二是設(shè)計(jì)創(chuàng)新，重點(diǎn)是如何將系統(tǒng)尺寸做得更小、成本更低、更加節(jié)能高效。

英飛凌科技副總裁、工業(yè)與基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)大中華區(qū)市場(chǎng)負(fù)責(zé)人沈璐，在澄清關(guān)于碳化硅技術(shù)的兩個(gè)最常見的誤區(qū)——可靠性之爭(zhēng)與性能評(píng)價(jià)原則的同時(shí)，條分縷析地闡釋了英飛凌在碳化硅技術(shù)領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和創(chuàng)新商業(yè)模式，致力于成為客戶首選的零碳技術(shù)創(chuàng)新伙伴。

關(guān)于溝槽柵和平面柵技術(shù)的可靠性之爭(zhēng)，沈璐形象地將溝槽柵架構(gòu)比喻成“下挖一個(gè)隧道”，避開了“坑洼不平的碳化硅柵極氧化層界面”，通過使用更厚的氧化層和更高的篩選電壓，來最大限度地降低柵極氧化層的缺陷密度，保障可靠性。英飛凌早在10年前就倡導(dǎo)采用溝槽柵技術(shù)，時(shí)至今日，無論是國(guó)際還是國(guó)內(nèi)大廠在下一代技術(shù)路線的選擇上都紛紛轉(zhuǎn)向了溝槽柵，也恰恰證明了溝槽柵技術(shù)優(yōu)勢(shì)所在。

關(guān)于碳化硅性能的評(píng)價(jià)原則，沈璐建議放棄單一的“單位面積導(dǎo)通電阻(Rsp)”評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)而投向包括開關(guān)損耗、導(dǎo)通損耗、封裝熱阻/雜感、魯棒性及可靠性在內(nèi)的多元化綜合考量體系。因?yàn)樵诠夥?、?chǔ)能、充電樁等實(shí)際應(yīng)用中，碳化硅高頻開關(guān)帶來的開關(guān)損耗開始越來越接近，甚至超過導(dǎo)通損耗。另一方面，隨著溫度的升高，溝槽柵導(dǎo)通電阻高溫漂移是碳化硅的物理特性，英飛凌為用戶提供了非常詳盡的設(shè)計(jì)參數(shù)，可以幫助設(shè)計(jì)工程師用足器件性能。此外，功率器件模塊的封裝熱阻/雜感優(yōu)化，對(duì)于增加功率轉(zhuǎn)換效率和密度、保持功率輸出和頻率振蕩穩(wěn)定性也起到重要的作用。因此，多元化評(píng)價(jià)體系將更加客觀。

在碳化硅業(yè)務(wù)策略上，沈璐強(qiáng)調(diào)，英飛凌將堅(jiān)持三大方向：首先是持續(xù)布局，步履不停，不斷推進(jìn)芯片技術(shù)路線的迭代和產(chǎn)線的升級(jí);第二是持續(xù)創(chuàng)新，超越期待，如推出全球首款2kV碳化硅分立器件、全球首款基于溝槽柵技術(shù)的3.3kV碳化硅高功率模塊，以及實(shí)現(xiàn)業(yè)界單芯片最大功率密度的CoolSiCTM MOSFET G2產(chǎn)品等，通過持續(xù)推出創(chuàng)新產(chǎn)品，英飛凌樹立了行業(yè)的新標(biāo)桿;第三是持續(xù)深耕，穿越周期，英飛凌將保持長(zhǎng)期的戰(zhàn)略定力，堅(jiān)持做對(duì)的事，而不是容易的事，在堅(jiān)持溝槽柵技術(shù)路線、堅(jiān)持可靠性承諾的同時(shí)，確保擁有全面的產(chǎn)品組合，面向不同行業(yè)和市場(chǎng)應(yīng)用滿足客戶多樣的需求，駕馭周期性的考驗(yàn)。

英飛凌科技高級(jí)技術(shù)總監(jiān)、工業(yè)與基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)大中華區(qū)技術(shù)負(fù)責(zé)人陳立烽

CoolSiC?碳化硅技術(shù)，值得信賴的技術(shù)革命

英飛凌科技高級(jí)技術(shù)總監(jiān)、工業(yè)與基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)大中華區(qū)技術(shù)負(fù)責(zé)人陳立烽深入闡述了英飛凌CoolSiC?碳化硅技術(shù)的持續(xù)精進(jìn)之路以及最新一代CoolSiCTM MOSFET G2技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。他指出，技術(shù)不僅是一種手段，更是產(chǎn)品性能和特性等核心價(jià)值的體現(xiàn)。

陳立烽強(qiáng)調(diào)，在對(duì)一項(xiàng)技術(shù)或一款產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估時(shí)，僅僅關(guān)注其電壓等級(jí)、導(dǎo)通電阻等基本的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要綜合考慮其可靠性、穩(wěn)定性以及易用性。例如，衡量碳化硅器件的性能需要全面評(píng)估多個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，包括柵極氧化層的可靠性、體二極管的魯棒性，還有驅(qū)動(dòng)電壓的延展性和抗短路能力作為可靠性的直接體現(xiàn)，也是評(píng)估碳化硅器件性能時(shí)不可忽視的一環(huán)。而代表碳化硅器件在性能和可靠性上不斷優(yōu)化這一創(chuàng)新方向的關(guān)鍵技術(shù)，就是溝槽柵技術(shù)。英飛凌CoolSiCTM MOSFET采用了非對(duì)稱溝槽柵結(jié)構(gòu)，其中的垂直溝道設(shè)計(jì)，可以保證低界面態(tài)密度與氧化層陷阱，提升載流子遷移率，并顯著降低導(dǎo)通電阻和開關(guān)損耗;深P阱設(shè)計(jì)則增強(qiáng)了柵極氧化層的可靠性，并且可以在溝槽拐角處形成高電場(chǎng)，起到保護(hù)作用。

除了器件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)之外，英飛凌的.XT封裝技術(shù)能夠全面優(yōu)化器件的性能，將其潛力充分發(fā)揮至更高水平，陳立烽補(bǔ)充道。在生產(chǎn)工藝方面，英飛凌采用冷切割技術(shù)為晶圓生產(chǎn)效率的提升及供應(yīng)安全保駕護(hù)航。綜上所述，從器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到封裝方式，再到生產(chǎn)工藝，英飛凌正在全方位推進(jìn)碳化硅技術(shù)的持續(xù)向前發(fā)展。

在此基礎(chǔ)之上，英飛凌的CoolSiCTM MOSFET產(chǎn)品不斷迭代升級(jí)。新一代碳化硅技術(shù)CoolSiC? MOSFET G2產(chǎn)品，在確保質(zhì)量和可靠性的前提下，將MOSFET的主要性能指標(biāo)(如能量和電荷儲(chǔ)量)相比上一代產(chǎn)品優(yōu)化了20%，快速開關(guān)能力也提高了30%以上，為光伏、儲(chǔ)能、直流電動(dòng)汽車充電、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和工業(yè)電源等功率半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域的客戶帶來了巨大優(yōu)勢(shì)。此外，CoolSiC? MOSFET G2還采用了優(yōu)異的.XT技術(shù)，用于將芯片粘合到封裝上。這種技術(shù)將芯片的瞬態(tài)熱阻降低了25%甚至更高。與傳統(tǒng)的鍵合技術(shù)相比，.XT技術(shù)將芯片性能提高了15%，并將其使用壽命延長(zhǎng)了80%。

CoolSiC? MOSFET G2的另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)在于它更加堅(jiān)固耐用。作為1200V電壓等級(jí)功率器件的特性之一，CoolSiC? MOSFET G2的最大工作結(jié)溫從過去的175攝氏度提高到了200攝氏度，這意味著客戶有了更大的靈活性，可以在過載條件下進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)。與前幾代產(chǎn)品相比，采用CoolSiC? MOSFET G2 的電動(dòng)汽車直流快速充電站最高可減少10%的功率損耗，并且在不影響外形尺寸的情況下實(shí)現(xiàn)更高的充電功率?；贑oolSiC? MOSFET G2器件的牽引逆變器可進(jìn)一步增加電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。在可再生能源領(lǐng)域，采用 CoolSiC? MOSFET G2的太陽能逆變器可以在保持高功率輸出的同時(shí)實(shí)現(xiàn)更小的尺寸，從而降低成本。

踏“綠”前行“碳”新路，精“工”強(qiáng)“基”創(chuàng)未來。英飛凌將繼續(xù)加強(qiáng)與本土市場(chǎng)的融合，以創(chuàng)新的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、卓越的產(chǎn)品質(zhì)量、穩(wěn)健的運(yùn)營(yíng)模式賦能客戶，做能源全鏈條的關(guān)鍵賦能者，成為首選的零碳技術(shù)創(chuàng)新伙伴。