垂直整合碳化硅供應(yīng)鏈擴展到工業(yè)

意法半導(dǎo)體亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品器件部區(qū)域營銷和應(yīng)用副總裁沐杰勵Francesco Muggeri介紹了意法半導(dǎo)體的碳化硅產(chǎn)品線，Muggeri表示，意法半導(dǎo)體的碳化硅產(chǎn)品目前在汽車行業(yè)得到了大量應(yīng)用，目前正在積極向工業(yè)領(lǐng)域進軍。

根據(jù)2019投資者關(guān)系日時透露的消息，2018年，意法半導(dǎo)體碳化硅的產(chǎn)值為一億美元，預(yù)計2019年全年將翻一倍至兩億。目前意法半導(dǎo)體是全球排名第一的車用碳化硅MOSFET供應(yīng)商，有超過20個車廠與之合作，量產(chǎn)車型更是達到了10個以上。其中包括歐洲8大車廠，雷諾尼桑以及三菱等日系，現(xiàn)代起亞等韓系車廠都和意法有著廣泛合作。

也正是如此，意法半導(dǎo)體制定了中期目標(biāo)，2025年碳化硅市占率超30%。

技術(shù)方面，意法半導(dǎo)體正在開發(fā)下一代溝槽式技術(shù)(trench technology)的碳化硅，使得器件尺寸不斷縮小。而在產(chǎn)線方面，一方面意法半導(dǎo)體并購了Norstel AB大部分股權(quán)，使得公司可以自主生產(chǎn)SiC外延，此外，意法半導(dǎo)體還和Cree-Wolfspeed簽署了多年碳化硅供貨協(xié)議，以保證穩(wěn)定的產(chǎn)能。

“過去幾年，SiC的基材有些短缺，這也是我們積極部署產(chǎn)線的重要原因。這個月開始，意大利Catania工廠旁就會誕生一個全新的碳化硅工廠。此外，當(dāng)我們自己來做外延的時候，我們就會變得主動，同時也不需要美國供應(yīng)商來提供產(chǎn)品，這對中國市場非常重要。”Muggeri說道。

Muggeri強調(diào)道，在功率器件領(lǐng)域，意法半導(dǎo)體除了分立元件之外，還提供了標(biāo)準(zhǔn)模塊和解決方案，滿足客戶即插即用的需求。目前這些模塊主要應(yīng)用在汽車市場，但未來同樣適合大功率的工業(yè)市場中。

關(guān)于碳化硅技術(shù)的補充

碳化硅(SiC)是一種寬帶隙材料，與硅相比，具有許多優(yōu)點，例如，工作溫度更高，散熱性能得到改善，開關(guān)和導(dǎo)通損耗更低。 不過，寬帶隙材料比硅基材料的量產(chǎn)難度更高。

如圖所示，相比硅技術(shù)，碳化硅在功率密度，溫度效應(yīng)等方面具有顯著優(yōu)勢。

碳化硅的優(yōu)點包括如下：

更高的性能和工作電壓

功率損失極低

本征SiC體二極管(MOSFET)(4象限開關(guān)操作)

開關(guān)比硅更快，更可靠

在擊穿電壓相同的條件下，芯片尺寸更小

能效更高

導(dǎo)熱性高

更高的工作頻率

開關(guān)損耗更低，二極管開關(guān)性能出色

更小、更輕量化的系統(tǒng)

更高的工作溫度

工作節(jié)溫最高200°C

散熱要求降低，可用于輕量化系統(tǒng)，延長使用壽命

容易驅(qū)動

完全兼容標(biāo)準(zhǔn)柵極驅(qū)動器

設(shè)計更簡單

意法半導(dǎo)體在碳化硅開發(fā)商的歷史

意法半導(dǎo)體從1996年開始從事碳化硅技術(shù)研發(fā)。在半導(dǎo)體市場推出一項新技術(shù)，質(zhì)量高、壽命長，成本有競爭力是基本要求。意法半導(dǎo)體戰(zhàn)勝了這種寬帶隙材料的量產(chǎn)挑戰(zhàn)，于2004年開始生產(chǎn)其首款SiC二極管。2009年，意法半導(dǎo)體的第一款 SiC MOSFET投產(chǎn)，此后又增加了1200V的SiC MOSFET和功率肖特基二極管，以完善原來的650V產(chǎn)品組合。