雙碳產(chǎn)業(yè)
英飛凌：30年持續(xù)領跑碳化硅技術(shù)，成為首選的零碳技術(shù)創(chuàng)新伙伴
2024-12-26 11:01:55
英飛凌
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、干旱等災害比往年更加嚴重。在此背景下，推動社會的綠色低碳轉(zhuǎn)型，提升發(fā)展的"綠色含量"已成為廣泛共識。在經(jīng)濟社會踏"綠"前行的過程中，第三代半導體尤其是碳化硅作為關鍵支撐，如何破局飛速發(fā)展的市場與價格戰(zhàn)的矛盾，除了當下熱門的新能源汽車應用，如何在工業(yè)儲能等其他應用市場多點開花？在日前舉辦的年度碳化硅媒體發(fā)布會上，英飛凌科技工業(yè)與基礎設施業(yè)務大中華區(qū)高管團隊從業(yè)務策略、商業(yè)模式到產(chǎn)品優(yōu)勢等多個維度，全面展示了英飛凌在碳化硅領域30年的深耕積累和差異化優(yōu)勢，系統(tǒng)闡釋了如何做"能源全鏈條的關鍵賦能者" 。
30年領跑碳化硅技術(shù)，做能源全鏈條關鍵賦能者
綠色高效的能源是英飛凌在低碳化、數(shù)字化愿景下重點聚焦的三大業(yè)務增長領域之一。英飛凌科技高級副總裁、工業(yè)與基礎設施業(yè)務大中華區(qū)負責人于代輝表示，進入中國市場近三十年，英飛凌持續(xù)深耕能源全鏈條，為包括發(fā)電、輸配電、儲能、用電在內(nèi)的電力全價值鏈提供系統(tǒng)級的高能效產(chǎn)品和解決方案，產(chǎn)品廣泛應用于風電、光伏、高鐵、儲能等應用領域，為推動整個社會實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)揮著重要作用。結(jié)合自身定位"能源全鏈條上的關鍵賦能者"，可以說英飛凌在發(fā)電、輸配電和儲能等領域已做到"全鏈條覆蓋，全賽道布局"。
英飛凌科技高級副總裁、工業(yè)與基礎設施業(yè)務大中華區(qū)負責人于代輝
在于代輝看來，碳化硅是滿足可持續(xù)性能源生產(chǎn)和消費的核心技術(shù)，能憑借更大功率、更低損耗和更高開關速度等優(yōu)勢特性，滿足綠色能源相關應用在高能效、系統(tǒng)級性價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程。此后，英飛凌不斷進行技術(shù)打磨和沉淀，加快產(chǎn)品的創(chuàng)新和迭代升級，幫助新材料在新應用中快速成長。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，引領著碳化硅生產(chǎn)工藝的新潮流。
"一致性、領先性、創(chuàng)新性、經(jīng)濟性和適應性，不僅是我們對碳化硅產(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痛點。" 于代輝用"穩(wěn)"、"先"、"卓"、"優(yōu)"和"融"這五個關鍵字，傳遞出英飛凌希望通過穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量、多元化的供應鏈保障、領先的技術(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需求，推動碳化硅市場快速發(fā)展的決心和能力。
作為英飛凌科技工業(yè)與基礎設施業(yè)務大中華區(qū)負責人，于代輝特別強調(diào)了"融"字的重要性。與中國市場和客戶的深度融合，"融入市場，融入客戶"， 充分了解本土市場需求、加快對市場和客戶的響應速度、加強本土應用創(chuàng)新能力，加深對本土需求和系統(tǒng)的理解，從而為國內(nèi)客戶提供"端到端"增值服務，才能夠在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
英飛凌科技副總裁、工業(yè)與基礎設施業(yè)務大中華區(qū)市場負責人沈璐
在推動低碳化轉(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)換過程中實現(xiàn)更高效的能源轉(zhuǎn)換效率則是關鍵挑戰(zhàn)。碳化硅恰恰就是這樣一種提升能效的功率半導體技術(shù)。其核心目標就是在低碳化轉(zhuǎn)型框架下，將兩個過去尚未被滿足的需求變?yōu)楝F(xiàn)實：一是能效創(chuàng)新，尤其是提升光伏、儲能、充電樁等應用的能效；二是設計創(chuàng)新，重點是如何將系統(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)與基礎設施業(yè)務大中華區(qū)市場負責人沈璐，在澄清關于碳化硅技術(shù)的兩個最常見的誤區(qū)--可靠性之爭與性能評價原則的同時，條分縷析地闡釋了英飛凌在碳化硅技術(shù)領域的獨特優(yōu)勢和創(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。
關于溝槽柵和平面柵技術(shù)的可靠性之爭，沈璐形象地將溝槽柵架構(gòu)比喻成"下挖一個隧道"，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年前就倡導采用溝槽柵技術(shù)，時至今日，無論是國際還是國內(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)勢所在。
關于碳化硅性能的評價原則，沈璐建議放棄單一的"單位面積導通電阻(Rsp)"評價標準，轉(zhuǎn)而投向包括開關損耗、導通損耗、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。因為在光伏、儲能、充電樁等實際應用中，碳化硅高頻開關帶來的開關損耗開始越來越接近，甚至超過導通損耗。另一方面，隨著溫度的升高，溝槽柵導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計參數(shù)，可以幫助設計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，多元化評價體系將更加客觀。
在碳化硅業(yè)務策略上，沈璐強調(diào)，英飛凌將堅持三大方向：首先是持續(xù)布局，步履不停，不斷推進芯片技術(shù)路線的迭代和產(chǎn)線的升級；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)的新標桿；第三是持續(xù)深耕，穿越周期，英飛凌將保持長期的戰(zhàn)略定力，堅持做對的事，而不是容易的事，在堅持溝槽柵技術(shù)路線、堅持可靠性承諾的同時，確保擁有全面的產(chǎn)品組合，面向不同行業(yè)和市場應用滿足客戶多樣的需求，駕馭周期性的考驗。
英飛凌科技高級技術(shù)總監(jiān)、工業(yè)與基礎設施業(yè)務大中華區(qū)技術(shù)負責人陳立烽
CoolSiCTM碳化硅技術(shù)，值得信賴的技術(shù)革命
英飛凌科技高級技術(shù)總監(jiān)、工業(yè)與基礎設施業(yè)務大中華區(qū)技術(shù)負責人陳立烽深入闡述了英飛凌CoolSiCTM碳化硅技術(shù)的持續(xù)精進之路以及最新一代CoolSiCTM MOSFET G2技術(shù)的獨特優(yōu)勢。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值的體現(xiàn)。
陳立烽強調(diào)，在對一項技術(shù)或一款產(chǎn)品進行評估時，僅僅關注其電壓等級、導通電阻等基本的靜態(tài)和動態(tài)特性是遠遠不夠的，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估多個關鍵指標，包括柵極氧化層的可靠性、體二極管的魯棒性，還有驅(qū)動電壓的延展性和抗短路能力作為可靠性的直接體現(xiàn)，也是評估碳化硅器件性能時不可忽視的一環(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)新方向的關鍵技術(shù)，就是溝槽柵技術(shù)。英飛凌CoolSiCTM MOSFET采用了非對稱溝槽柵結(jié)構(gòu)，其中的垂直溝道設計，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，并顯著降低導通電阻和開關損耗；深P阱設計則增強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，起到保護作用。
除了器件的設計結(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)效率的提升及供應安全保駕護航。綜上所述，從器件的結(jié)構(gòu)設計到封裝方式，再到生產(chǎn)工藝，英飛凌正在全方位推進碳化硅技術(shù)的持續(xù)向前發(fā)展。
在此基礎之上，英飛凌的CoolSiCTM MOSFET產(chǎn)品不斷迭代升級。新一代碳化硅技術(shù)CoolSiCTM 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（如能量和電荷儲量）相比上一代產(chǎn)品優(yōu)化了20%，快速開關能力也提高了30%以上，為光伏、儲能、直流電動汽車充電、電機驅(qū)動和工業(yè)電源等功率半導體應用領域的客戶帶來了巨大優(yōu)勢。此外，CoolSiCTM 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了80%。
CoolSiCTM MOSFET G2的另一項優(yōu)勢在于它更加堅固耐用。作為1200V電壓等級功率器件的特性之一，CoolSiCTM 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行開發(fā)設計。與前幾代產(chǎn)品相比，采用CoolSiCTM MOSFET G2 的電動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現(xiàn)更高的充電功率?；贑oolSiCTM MOSFET G2器件的牽引逆變器可進一步增加電動汽車的續(xù)航里程。在可再生能源領域，采用 CoolSiCTM MOSFET G2的太陽能逆變器可以在保持高功率輸出的同時實現(xiàn)更小的尺寸，從而降低成本。
踏"綠"前行"碳"新路，精"工"強"基"創(chuàng)未來。英飛凌將繼續(xù)加強與本土市場的融合，以創(chuàng)新的技術(shù)優(yōu)勢、卓越的產(chǎn)品質(zhì)量、穩(wěn)健的運營模式賦能客戶，做能源全鏈條的關鍵賦能者，成為首選的零碳技術(shù)創(chuàng)新伙伴。
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