ST：發(fā)展碳化硅技術(shù) 關(guān)鍵在掌控整套產(chǎn)業(yè)鏈

電源與能源管理對人類(lèi)社會(huì )未來(lái)的永續發(fā)展至關(guān)重要。意法半導體汽車(chē)和離散組件產(chǎn)品部（ADG）執行副總裁暨功率晶體管事業(yè)部總經(jīng)理Edoardo MERLI指出，由于全球能源需求正在不斷成長(cháng)，我們必須控制碳排放，并將氣溫上升控制在1.5度以下，減排對此非常重要，但要實(shí)現這些要有科技的支持，包括可再生能源的利用，ST對此也有制定一些具體的目標。

意法半導體汽車(chē)和離散組件產(chǎn)品部（ADG）執行副總裁暨功率晶體管事業(yè)部總經(jīng)理Edoardo MERLI

僅就工業(yè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，如果能將電力利用效率提升1%，就能節省95.6億千瓦時(shí)（TWh）的能源。那么這意味著(zhù)什么呢？舉個(gè)直觀(guān)的例子，這相當于節省了15個(gè)核電站的發(fā)電量、減排3200萬(wàn)噸二氧化碳，或者是數千桶的石油?？梢钥吹絻H僅是工業(yè)領(lǐng)域對電力利用效率的提升就能夠有如此驚人的節能效果。永續發(fā)展一直是根植于我們企業(yè)文化的核心理念，ST早就宣布在2027年成為一家永續發(fā)展的企業(yè)，也就是在2027年實(shí)現企業(yè)的碳中和。

ST要在2027年實(shí)現碳中和，這也與2021巴黎協(xié)議確立的2025年將升溫控制在1.5度以下的目標相符。ST非常希望，也在致力達成此一目標，這將透過(guò)利用可再生能源來(lái)達標。我們要在2027年降低電力消耗，目前我們正在積極參與和投身一系列相關(guān)項目和合作計劃，進(jìn)而達成此目標。

Edoardo MERLI說(shuō)，ST擁有多項新能源科技，比如寬能隙技術(shù)已經(jīng)催生出一系列相關(guān)應用，幫助我們達成之前提到的目標。功率技術(shù)對達到高效應用與節能降耗扮演著(zhù)關(guān)鍵作用，其中的重點(diǎn)就是碳化硅和氮化鎵這兩種新材料，它們相較普通硅材料具備更好的效能。寬能隙半導體擁有運作電壓高、開(kāi)關(guān)速度快、運作溫度高、導通電阻低、產(chǎn)生熱量少、耗散功率低、效能高這些優(yōu)勢，節能效果非常出色。由于兩種技術(shù)各有不同特點(diǎn)，各自的應用情境也有所不同。

碳化硅與氮化鎵的應用，主要是功率利用和開(kāi)關(guān)頻率?？梢钥吹教蓟枧c氮化鎵導體能夠滿(mǎn)足的需求略有不同，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是帶來(lái)更強的功率。碳化硅能夠提升開(kāi)關(guān)頻率，而氮化鎵消耗的電能更少。這項技術(shù)與現有的硅科技能夠形成互補，不過(guò)功能上也有些許重迭，今后將會(huì )不斷優(yōu)化和完善。剛才講到碳化硅與氮化鎵催生了一系列新的應用，也帶來(lái)了一些新的限制，這些都需要我們加深了解并突破。

碳化硅應用涵蓋領(lǐng)域包括汽車(chē)制造、工業(yè)應用等，許多優(yōu)勢對終端使用者都是顯而易見(jiàn)的。以電動(dòng)汽車(chē)制造為例，碳化硅可用于制造牽引逆變器、充電樁、DC-DC轉換器等配套設備，這些能夠帶來(lái)更長(cháng)的行駛里程、車(chē)輛自重的減輕，這些都是使用者在使用過(guò)程中可以直觀(guān)感受到的。除此之外當然還有性能更強的電動(dòng)汽車(chē)充電站，碳化硅能夠加快充電速度，縮短充電時(shí)間，進(jìn)而促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的推廣和普及。

ST在碳化硅應用領(lǐng)域的市場(chǎng)地位的重點(diǎn)摘要，擁有著(zhù)相當高的市占率，去年的市占率已達50%，汽車(chē)領(lǐng)域甚至達到60%。ST的執行長(cháng) Jean-Marc Chery曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，ST的目標是2024年在碳化硅領(lǐng)域達10億美元的年營(yíng)收，包括晶體管、二極管和功率模塊。我們希望與各行各業(yè)進(jìn)行合作，包括所有汽車(chē)制造和工業(yè)界的一線(xiàn)OEM廠(chǎng)商，目前已有超過(guò)90個(gè)項目正在與這些產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導企業(yè)共同合作。

ST已經(jīng)推出第三代碳化硅技術(shù)，第四代技術(shù)也將推入市場(chǎng)，預計今年年底就會(huì )獲得資格并上市。當然，我們致力于研發(fā)的不只是碳化硅技術(shù)，也有深度參與許多其它晶圓的研發(fā)。為了充分發(fā)掘和發(fā)揮碳化硅、氮化鎵的性能優(yōu)勢，我們同樣需要探索許多類(lèi)型的前沿理念和技術(shù)。

對于碳化硅這樣的新興技術(shù)來(lái)說(shuō)，掌控甚至擁有自己的一整套產(chǎn)業(yè)鏈是非常重要的，ST也做了很多操作。目前我們已經(jīng)透過(guò)收購Norstel AB（已更名為ST SiC AB）完成建立生產(chǎn)線(xiàn)。我們亦有制造碳化硅基材并設立多家工廠(chǎng)，不斷擴充規模，進(jìn)一步整合生產(chǎn)鏈，以進(jìn)一步提升制造能力。意大利卡塔尼亞作為我們的重點(diǎn)基地之一也讓我們的生產(chǎn)能力獲得大幅度提升，我們在新加坡的生產(chǎn)線(xiàn)規模更是翻倍，目前我們正準備將生產(chǎn)線(xiàn)從6吋改造為8吋。我們還有在摩洛哥布斯庫拉和中國深圳的基地作為后段工廠(chǎng)。深圳是我們進(jìn)行相關(guān)封裝的主要工廠(chǎng)，為領(lǐng)先的企業(yè)提供規?；姆庋b。

ST碳化硅產(chǎn)能到2024年將比2017年提升10倍，而從2024年到2027年規模也將進(jìn)一步擴充，發(fā)展空間巨大，我們建立這些大型工廠(chǎng)的目的就是滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求、支持ST自己的發(fā)展。

ST產(chǎn)品策略在此領(lǐng)域也有開(kāi)展一些并購，包括法國創(chuàng )新型企業(yè)EXAGAN，其中G-FET、G-Drive和D-Mode這些產(chǎn)品就是源于這間公司。我們也與臺積電合作，進(jìn)而讓我們提前推出許多內測科技產(chǎn)品，透過(guò)臺積電快速地推入市場(chǎng)。我們的最終目標是完善我們的內測技術(shù)，最終服務(wù)于我們清晰明確的產(chǎn)品策略。

目前我們針對氮化鎵產(chǎn)品已經(jīng)有完整的規劃，100V到650V各類(lèi)產(chǎn)品將會(huì )陸續推出，這些都會(huì )透過(guò)ST 8吋工廠(chǎng)生產(chǎn)。我們在卡塔尼亞也有一條GaN-on-Si RF生產(chǎn)線(xiàn)用于生產(chǎn)氮化鎵產(chǎn)品，大部分都是針對5G和6G基礎設施的應用。