30年持續領(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(lái)最熱的一年，颶風(fēng)、干旱等災害比往年更加嚴重。在此背景下，推動(dòng)社會(huì )的綠色低碳轉型，提升發(fā)展的“綠色含量”已成為廣泛共識。在經(jīng)濟社會(huì )踏“綠”前行的過(guò)程中，第三代半導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)格戰的矛盾，除了當下熱門(mén)的新能源汽車(chē)應用，如何在工業(yè)儲能等其他應用市場(chǎng)多點(diǎn)開(kāi)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)與基礎設施業(yè)務(wù)大中華區高管團隊從業(yè)務(wù)策略、商業(yè)模式到產(chǎn)品優(yōu)勢等多個(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，系統闡釋了如何做“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、數字化愿景下重點(diǎn)聚焦的三大業(yè)務(wù)增長(cháng)領(lǐng)域之一。英飛凌科技高級副總裁、工業(yè)與基礎設施業(yè)務(wù)大中華區負責人于代輝表示，進(jìn)入中國市場(chǎng)近三十年，英飛凌持續深耕能源全鏈條，為包括發(fā)電、輸配電、儲能、用電在內的電力全價(jià)值鏈提供系統級的高能效產(chǎn)品和解決方案，產(chǎn)品廣泛應用于風(fēng)電、光伏、高鐵、儲能等應用領(lǐng)域，為推動(dòng)整個(gè)社會(huì )實(shí)現綠色低碳轉型發(fā)揮著(zhù)重要作用。結合自身定位“能源全鏈條上的關(guān)鍵賦能者“，可以說(shuō)英飛凌在發(fā)電、輸配電和儲能等領(lǐng)域已做到“全鏈條覆蓋，全賽道布局”。

英飛凌科技高級副總裁、工業(yè)與基礎設施業(yè)務(wù)大中華區負責人于代輝

在于代輝看來(lái)，碳化硅是滿(mǎn)足可持續性能源生產(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(kāi)關(guān)速度等優(yōu)勢特性，滿(mǎn)足綠色能源相關(guān)應用在高能效、系統級性?xún)r(jià)比和貫穿全壽命周期的可靠性等方面的要求。經(jīng)過(guò)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)，持續引領(lǐng)著(zhù)碳化硅技術(shù)的發(fā)展方向。早在1992年，英飛凌便率先開(kāi)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(kāi)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，幫助新材料在新應用中快速成長(cháng)。公司的碳化硅生產(chǎn)線(xiàn)也從起初的4英寸切換到6英寸，并逐步向8英寸過(guò)渡，引領(lǐng)著(zhù)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)濟性和適應性，不僅是我們對碳化硅產(chǎn)品的期望，也是客戶(hù)在使用碳化硅過(guò)程中感受最深的五個(gè)痛點(diǎn)?！?nbsp;于代輝用“穩”、“先”、“卓”、“優(yōu)”和“融”這五個(gè)關(guān)鍵字，傳遞出英飛凌希望通過(guò)穩定的產(chǎn)品質(zhì)量、多元化的供應鏈保障、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(lái)不斷滿(mǎn)足和解決客戶(hù)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)與基礎設施業(yè)務(wù)大中華區負責人，于代輝特別強調了“融”字的重要性。與中國市場(chǎng)和客戶(hù)的深度融合，“融入市場(chǎng)，融入客戶(hù)”， 充分了解本土市場(chǎng)需求、加快對市場(chǎng)和客戶(hù)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的理解，從而為國內客戶(hù)提供“端到端”增值服務(wù)，才能夠在激烈的市場(chǎng)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(wù)大中華區市場(chǎng)負責人沈璐

重塑行業(yè)格局，碳化硅何以英飛凌？

在推動(dòng)低碳化轉型的過(guò)程中，轉向可再生能源是核心環(huán)節，而如何在能源轉換過(guò)程中實(shí)現更高效的能源轉換效率則是關(guān)鍵挑戰。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型框架下，將兩個(gè)過(guò)去尚未被滿(mǎn)足的需求變?yōu)楝F實(shí)：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(diǎn)是如何將系統尺寸做得更小、成本更低、更加節能高效。

英飛凌科技副總裁、工業(yè)與基礎設施業(yè)務(wù)大中華區市場(chǎng)負責人沈璐，在澄清關(guān)于碳化硅技術(shù)的兩個(gè)最常見(jiàn)的誤區——可靠性之爭與性能評價(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)域的獨特優(yōu)勢和創(chuàng )新商業(yè)模式，致力于成為客戶(hù)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，沈璐形象地將溝槽柵架構比喻成“下挖一個(gè)隧道”，避開(kāi)了“坑洼不平的碳化硅柵極氧化層界面”，通過(guò)使用更厚的氧化層和更高的篩選電壓，來(lái)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(shí)至今日，無(wú)論是國際還是國內大廠(chǎng)在下一代技術(shù)路線(xiàn)的選擇上都紛紛轉向了溝槽柵，也恰恰證明了溝槽柵技術(shù)優(yōu)勢所在。

關(guān)于碳化硅性能的評價(jià)原則，沈璐建議放棄單一的“單位面積導通電阻(Rsp)”評價(jià)標準，轉而投向包括開(kāi)關(guān)損耗、導通損耗、封裝熱阻/雜感、魯棒性及可靠性在內的多元化綜合考量體系。因為在光伏、儲能、充電樁等實(shí)際應用中，碳化硅高頻開(kāi)關(guān)帶來(lái)的開(kāi)關(guān)損耗開(kāi)始越來(lái)越接近，甚至超過(guò)導通損耗。另一方面，隨著(zhù)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(hù)提供了非常詳盡的設計參數，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，對于增加功率轉換效率和密度、保持功率輸出和頻率振蕩穩定性也起到重要的作用。因此，多元化評價(jià)體系將更加客觀(guān)。

在碳化硅業(yè)務(wù)策略上，沈璐強調，英飛凌將堅持三大方向：首先是持續布局，步履不停，不斷推進(jìn)芯片技術(shù)路線(xiàn)的迭代和產(chǎn)線(xiàn)的升級；第二是持續創(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)現業(yè)界單芯片最大功率密度的CoolSiCTM MOSFET G2產(chǎn)品等，通過(guò)持續推出創(chuàng )新產(chǎn)品，英飛凌樹(shù)立了行業(yè)的新標桿；第三是持續深耕，穿越周期，英飛凌將保持長(cháng)期的戰略定力，堅持做對的事，而不是容易的事，在堅持溝槽柵技術(shù)路線(xiàn)、堅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)應用滿(mǎn)足客戶(hù)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、工業(yè)與基礎設施業(yè)務(wù)大中華區技術(shù)負責人陳立烽

CoolSiC?碳化硅技術(shù)，值得信賴(lài)的技術(shù)革命

英飛凌科技高級技術(shù)總監、工業(yè)與基礎設施業(yè)務(wù)大中華區技術(shù)負責人陳立烽深入闡述了英飛凌CoolSiC?碳化硅技術(shù)的持續精進(jìn)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(jià)值的體現。

陳立烽強調，在對一項技術(shù)或一款產(chǎn)品進(jìn)行評估時(shí)，僅僅關(guān)注其電壓等級、導通電阻等基本的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性是遠遠不夠的，還需要綜合考慮其可靠性、穩定性以及易用性。例如，衡量碳化硅器件的性能需要全面評估多個(gè)關(guān)鍵指標，包括柵極氧化層的可靠性、體二極管的魯棒性，還有驅動(dòng)電壓的延展性和抗短路能力作為可靠性的直接體現，也是評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采用了非對稱(chēng)溝槽柵結構，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(zhù)降低導通電阻和開(kāi)關(guān)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(chǎng)，起到保護作用。

除了器件的設計結構之外，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，從器件的結構設計到封裝方式，再到生產(chǎn)工藝，英飛凌正在全方位推進(jìn)碳化硅技術(shù)的持續向前發(fā)展。

在此基礎之上，英飛凌的CoolSiC^TM MOSFET產(chǎn)品不斷迭代升級。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（如能量和電荷儲量）相比上一代產(chǎn)品優(yōu)化了20%，快速開(kāi)關(guān)能力也提高了30%以上，為光伏、儲能、直流電動(dòng)汽車(chē)充電、電機驅動(dòng)和工業(yè)電源等功率半導體應用領(lǐng)域的客戶(hù)帶來(lái)了巨大優(yōu)勢。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(cháng)了80%。

CoolSiC? 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，CoolSiC? MOSFET G2的最大工作結溫從過(guò)去的175攝氏度提高到了200攝氏度，這意味著(zhù)客戶(hù)有了更大的靈活性，可以在過(guò)載條件下進(jìn)行開(kāi)發(fā)設計。與前幾代產(chǎn)品相比，采用CoolSiC? MOSFET G2 的電動(dòng)汽車(chē)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(chē)的續航里程。在可再生能源領(lǐng)域，采用 CoolSiC? MOSFET G2的太陽(yáng)能逆變器可以在保持高功率輸出的同時(shí)實(shí)現更小的尺寸，從而降低成本。

踏“綠”前行“碳”新路，精“工”強“基”創(chuàng )未來(lái)。英飛凌將繼續加強與本土市場(chǎng)的融合，以創(chuàng )新的技術(shù)優(yōu)勢、卓越的產(chǎn)品質(zhì)量、穩健的運營(yíng)模式賦能客戶(hù)，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。