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ST:助力“雙碳”目標(biāo),,半導(dǎo)體企業(yè)在能源轉(zhuǎn)換鏈領(lǐng)域大有可為

2021-12-28
來(lái)源:意法半導(dǎo)體

【編者按】2021年,,“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)濟(jì),、科技都帶來(lái)巨大影響,。作為電子信息技術(shù)的重要基礎(chǔ),,在“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)之路中,,集成電路產(chǎn)業(yè)自然不能作為旁觀者,。過(guò)去的一年,,“雙碳目標(biāo)”對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)帶來(lái)哪些挑戰(zhàn)和機(jī)遇?哪些領(lǐng)域有望獲得高速增長(zhǎng),?半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的各大廠商對(duì)于“雙碳”這個(gè)新賽道都有哪些布局,?此文中,意法半導(dǎo)體亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品器件部市場(chǎng)和應(yīng)用副總裁 Francesco MUGGERI(沐杰勵(lì))對(duì)ST助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的發(fā)展戰(zhàn)略和創(chuàng)新產(chǎn)品作了深入介紹,。

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意法半導(dǎo)體亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品器件部市場(chǎng)和應(yīng)用副總裁 Francesco MUGGERI(沐杰勵(lì))


實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,、碳中和是我國(guó)重大戰(zhàn)略決策,綠色低碳將是我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要理念,。貴公司在可持續(xù)發(fā)展及綠色低碳發(fā)展方面有哪些總體戰(zhàn)略,、舉措和計(jì)劃?

氣候變化是全世界面臨的最大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境挑戰(zhàn),。中國(guó),、美國(guó)、印度和歐洲的碳排放量之和占全球碳排放總量的50%以上,。這些國(guó)家地區(qū)制定了不同的碳中和路線圖,。例如,我們知道中國(guó)已承諾在2060年實(shí)現(xiàn)碳中和,。

鼓勵(lì)使用可再生能源解決方案,,提高能源成本效益和經(jīng)濟(jì)性,是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的一個(gè)關(guān)鍵因素,,在這個(gè)方面,,半導(dǎo)體行業(yè)可以發(fā)揮積極的作用。ST以可持續(xù)的方式為可持續(xù)發(fā)展的世界創(chuàng)造科技,,這并不是什么新鮮事兒,。自 1987 年公司創(chuàng)建以來(lái),,我們就一直在做這件事,并將其嵌入我們于 1995 年發(fā)布的第一個(gè)環(huán)境十誡中,??沙掷m(xù)發(fā)展原則已經(jīng)嵌入我們的經(jīng)營(yíng)模式和企業(yè)文化25 年有余。事實(shí)上,,意法半導(dǎo)體的創(chuàng)新技術(shù)和價(jià)值理念也有助于幫助客戶應(yīng)對(duì)環(huán)境和社會(huì)兩大挑戰(zhàn),。

ST 的商業(yè)目標(biāo)是通過(guò)推出新的功率半導(dǎo)體材料(SiCGaN)和對(duì)傳統(tǒng)材料(硅)的不斷創(chuàng)新,在智慧出行應(yīng)用領(lǐng)域,,特別是電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用,,保持市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位,讓汽車(chē)駕駛變得更安全,、更環(huán)保,。我們也積極參與電源和能源轉(zhuǎn)換技術(shù)研發(fā),尤其是各種可再生能源技術(shù),,滿足大多數(shù)應(yīng)用的高能效要求,。最后同樣重要是,我們還有實(shí)現(xiàn)和管理超低功耗系統(tǒng)的微控制器和ASIC 等器件,,使城市,、家庭和辦公場(chǎng)所變得更智能。

現(xiàn)在我們正在加快公司內(nèi)部的可持續(xù)發(fā)展行動(dòng),,去年宣布到 2027 年實(shí)現(xiàn)碳中和這一目標(biāo),,是最早作出碳中和承諾的半導(dǎo)體公司。為了實(shí)現(xiàn)這一宏偉目標(biāo),,我們正在與所有利益相關(guān)者和主要減排組織共同行動(dòng),。

重要的是我們做得更多更好。首先,,我們將遵守在 2025 年之前將升溫控制在 1.5°C內(nèi)的目標(biāo)(巴黎氣候大會(huì)協(xié)定COP21),。此外,我們還計(jì)劃到 2027前ST所有工廠全部使用可再生能源,,這是我們應(yīng)對(duì)氣候變化承諾中的重要一步,,阻止氣候變化是一場(chǎng)需要集體行動(dòng)的全球戰(zhàn)役。舉例來(lái)說(shuō),,我們參與了蘋(píng)果公司的清潔能源計(jì)劃——我們可以提及這個(gè)名字,,因?yàn)槭枪_(kāi)信息。我們有自己的碳中和計(jì)劃,,其中包括大幅降低能源消耗,,這是我們?cè)谏蟼€(gè)世紀(jì)90年代就已作出的首個(gè)承諾。 自1994 年以來(lái),我們已將 PFC 排放量減少了 78%,,因此,,碳中和對(duì)我們來(lái)說(shuō)并不是新鮮事情。

我想這就是為什么 ST 被 CDP 評(píng)選為 A級(jí)企業(yè)的原因——CDP是最嚴(yán)格的減碳評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn),,去年該組織在全球所有行業(yè)中只評(píng)選出277 家公司,,ST很榮幸榜上有名。


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(圖片來(lái)源:意法半導(dǎo)體)

 

垂直領(lǐng)域,,“雙碳”目標(biāo)帶來(lái)哪些挑戰(zhàn)和機(jī)遇,?貴公司有哪些創(chuàng)新技術(shù)及解決方案,助力客戶實(shí)現(xiàn)低碳目標(biāo),?

在分享關(guān)于機(jī)遇和挑戰(zhàn)的觀點(diǎn)之前,,我先分享一下我們的能源轉(zhuǎn)換計(jì)劃,。你們可能知道,,許多國(guó)家正在利用可再生能源(尤其是太陽(yáng)能和風(fēng)能)發(fā)展本國(guó)的能源生產(chǎn)能力,以減少碳排放,。作為半導(dǎo)體技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者,,我們?cè)谔峁┙鉀Q方案和創(chuàng)新技術(shù)方面發(fā)揮著重要作用。

接下來(lái),,輸儲(chǔ)電是另一個(gè)半導(dǎo)體可以創(chuàng)造價(jià)值的市場(chǎng),。芯片還在能源轉(zhuǎn)換鏈最后一個(gè)環(huán)節(jié)的用電市場(chǎng)發(fā)揮積極的作用。智慧城市,、智能家居,、電動(dòng)汽車(chē)等交通運(yùn)輸領(lǐng)域,都需要大量的半導(dǎo)體,。ST專(zhuān)注充電站,、數(shù)據(jù)中心、智能家居,、智能樓宇,、智慧城市、智能工廠等基礎(chǔ)設(shè)施,,所有這些都需要大量的能源和創(chuàng)新設(shè)備,。


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(圖片來(lái)源:意法半導(dǎo)體)

因此,在這個(gè)能源轉(zhuǎn)換鏈中,,半導(dǎo)體解決方案有很多機(jī)會(huì),。

減少能源浪費(fèi)有兩種有效的方法。第一種方法是提高能效,,在這個(gè)方面,,我們提供能效更高的功率轉(zhuǎn)換產(chǎn)品,例如,能效高于94%的AC-DC功率變換芯片,。

第二種方法是通過(guò)提高系統(tǒng)智能來(lái)最大程度地減少能源浪費(fèi),,例如,當(dāng)路上沒(méi)有汽車(chē)或行人時(shí),,我們是否需要點(diǎn)亮整條道路或一段路,?不需要,對(duì)吧,?但是,,當(dāng)有汽車(chē)或行人在路上行駛時(shí),亮燈會(huì)提高安全性,。智能系統(tǒng)可以在需要時(shí)自動(dòng)地開(kāi)關(guān)路燈,,能夠更高效地使用能源。

 

在“碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)路徑中,,寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)被寄予厚望,,貴公司如何看待SiC、GaN技術(shù)的未來(lái)發(fā)展,?貴公司在相關(guān)領(lǐng)域有哪些優(yōu)勢(shì)技術(shù)和產(chǎn)品,?未來(lái)有哪些布局和規(guī)劃?

碳化硅 (SiC) 和氮化鎵 (GaN) 是我們?cè)陔娏﹄娮宇I(lǐng)域的兩個(gè)重點(diǎn)投資項(xiàng)目,。我們還投資創(chuàng)建了自己的 SiC 原材料晶圓制造能力,,通過(guò)收購(gòu)Norstel AB(現(xiàn)更名為ST Silicon Carbide AB),我們成為一家全盤(pán)掌控SiC供應(yīng)鏈的制造商,。對(duì)于碳化硅,,我們還加強(qiáng)了與供應(yīng)商的合作伙伴關(guān)系,簽訂了超過(guò)7.5億顆晶圓供應(yīng)協(xié)議,,以便靈活地滿足市場(chǎng)需求,。我們還剛剛發(fā)布了第三代 STPOWER SiC 產(chǎn)品,并投入巨資支持我們的汽車(chē)和工業(yè)計(jì)劃,,預(yù)計(jì) 2024 年這項(xiàng)計(jì)劃將實(shí)現(xiàn)10 億美元的SiC 收入,。

現(xiàn)在,我們提供各種采用不同技術(shù)的STPOWER SiC 產(chǎn)品,,電壓范圍從 650V 到 1700V,,包括剛剛發(fā)布的第三代產(chǎn)品。這一切都是為了提高能效,。這些器件可以降低能量損失50%,,并提高開(kāi)關(guān)頻率,縮減產(chǎn)品尺寸,,降低重量以及擁有成本,。 

氮化鎵 (GaN) 是另一項(xiàng)前景非常光明的重要技術(shù)。事實(shí)上,我們有一個(gè)產(chǎn)品系列已經(jīng)上市,,產(chǎn)品性能非常好,,令人印象深刻。該系列叫做MASTERGAN,,在封裝中集成 GaN HEMT 晶體管和匹配的硅驅(qū)動(dòng)器,,可降低在應(yīng)用中集成這些高能效器件的復(fù)雜性和難度。

我們預(yù)計(jì)到 2025 年,,GaN 市場(chǎng)規(guī)??赡軙?huì)略低于 10 億美元。GaN 器件可以讓?xiě)?yīng)用實(shí)現(xiàn)更高的能效,、更高的功率密度和更小的尺寸,。這項(xiàng)技術(shù)還減少了功率損耗,在某些應(yīng)用中,,是滿足環(huán)保和可持續(xù)要求的理想產(chǎn)品,。

我們收購(gòu)了GaN 技術(shù)開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新公司 EXAGAN 的多數(shù)股權(quán),并與代工廠建立合作伙伴關(guān)系,,以縮短上市時(shí)間,,并實(shí)現(xiàn)多地量產(chǎn)。我們還將推出G-HEMT e-mode 系列GaN 晶體管,,并將在明年下半年推出G-FET d-mode 系列。目標(biāo)應(yīng)用包括消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品,,例如,,充電器、PC機(jī)外部電源適配器,、LED 照明驅(qū)動(dòng)器,、電視機(jī)等家電內(nèi)部電源。全球消費(fèi)電子產(chǎn)品的產(chǎn)量很大,,如果提高能效,,可大幅減少二氧化碳排放。在功率更高的應(yīng)用中,,ST的 PowerGaN器件還能讓電信電源,、工業(yè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、太陽(yáng)能逆變器,、電動(dòng)汽車(chē)及充電機(jī)受益,。G-FET 和 G-HEMT 都屬于 STPOWER 產(chǎn)品組合的 PowerGaN 系列。因此,,我們還將推出主要針對(duì)汽車(chē)市場(chǎng)的STI2GaN,,不久后還將推出更多的基于GaN 的新技術(shù),豐富我們的 GaN 產(chǎn)品組合。

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(圖片來(lái)源:意法半導(dǎo)體)

 

綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要一環(huán),,半導(dǎo)體領(lǐng)域是否有應(yīng)用于綠色低碳領(lǐng)域的共用性技術(shù)及產(chǎn)品,?

實(shí)現(xiàn)碳中和有兩種重要方法,首先提高能效,。因此,,我們提供功率變換效率更高的產(chǎn)品和技術(shù);第二種方法是利用智能技術(shù)提高能效,,減少能源浪費(fèi),。

我們以電器廣泛使用的電機(jī)控制為例解釋智能技術(shù)的好處。電機(jī)控制轉(zhuǎn)向變頻控制的趨勢(shì)日漸加強(qiáng),。變頻電機(jī)控制可以延長(zhǎng)電器的使用壽命,,降低噪音,節(jié)能降耗,。

另一個(gè)例子是工業(yè)自動(dòng)化,。工業(yè)自動(dòng)化適合利用智能技術(shù)提高能效。從使用傳感收集數(shù)據(jù),,到MCU 處理傳感數(shù)據(jù),,ST提供支持本地系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)。ST的自動(dòng)化技術(shù)可以簡(jiǎn)化多協(xié)議通信,,簡(jiǎn)化從本地?cái)?shù)據(jù)邊緣到集中數(shù)據(jù)處理再到遠(yuǎn)程云端的計(jì)算處理,。

自動(dòng)化系統(tǒng)需要很多芯片,ST擁有自動(dòng)化所需的全部芯片,。我們擁有能夠處理最先進(jìn)協(xié)議的通信產(chǎn)品,,例如,家庭和辦公自動(dòng)化KNX芯片以及IO-Link工業(yè)用通信芯片,。

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對(duì)2022年半導(dǎo)體市場(chǎng)發(fā)展前景有哪些預(yù)期,?哪些細(xì)分市場(chǎng)有望受益于“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)而得到爆發(fā)式增長(zhǎng)?

我們很早就確定,,能源,、物聯(lián)網(wǎng)和 5G半導(dǎo)體市場(chǎng)有發(fā)展前景,多年來(lái)將其列為我們公司戰(zhàn)略的組成部分,。疫情使這些高能效的半導(dǎo)體技術(shù)變得更加重要,。我們已經(jīng)看到這類(lèi)半導(dǎo)體的潛在增長(zhǎng)趨勢(shì)在疫情期間在加強(qiáng)。我們預(yù)計(jì)到明年這些趨勢(shì)將繼續(xù)加速發(fā)展,。這些趨勢(shì)與雙碳承諾完全一致,。

在智能出行方面,我們看到全球各國(guó)特別是中國(guó)政府都出臺(tái)了鼓勵(lì)政策和投資計(jì)劃,,加快推動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)化進(jìn)程,,汽車(chē)市場(chǎng)預(yù)測(cè)報(bào)告中的電動(dòng)汽車(chē)普及體現(xiàn)了政府支持,。我們知道,中國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,。ST與深圳的比亞迪等頭部電動(dòng)汽車(chē)大公司密切合作,。

電動(dòng)汽車(chē)普及還將拉動(dòng)快速充電站等基礎(chǔ)設(shè)施投資。在每個(gè)充電站中,,半導(dǎo)體價(jià)值超過(guò) 300美元,,以基于先進(jìn)的高性能MCU和SiC MOSFET的數(shù)字充電解決方案為主。ST產(chǎn)品和技術(shù)在這些方面上處于領(lǐng)先地位,。

在電力和能源領(lǐng)域,,在政府政策和投資計(jì)劃的支持下,對(duì)電網(wǎng),、綠色公共交通和能源轉(zhuǎn)型等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的投資正在擴(kuò)大,。中國(guó)在支持能源轉(zhuǎn)型方面處于領(lǐng)先地位,并承諾實(shí)現(xiàn)碳中和,。中國(guó)正在提高可再生能源的利用率,,例如,利用風(fēng)能,、太陽(yáng)能和水力發(fā)電,,利用太陽(yáng)能供暖,利用生物燃料為運(yùn)輸工具提供動(dòng)力燃料,。

在這方面,,風(fēng)能和太陽(yáng)能兩種可再生能源技術(shù)需要大量使用電子產(chǎn)品,SiC 和GaN再次發(fā)揮重要作用,。今天,,碳化硅是風(fēng)能和太陽(yáng)能大功率應(yīng)用的理想選擇。GaN特別適用于所謂的太陽(yáng)能系統(tǒng)流或微型逆變器,,例如,在太陽(yáng)能功率變換中,,STPOWER 碳化硅器件幫助中國(guó)主要的新能源公司提高光伏板和光伏逆變器的能效,,降低成本。

在物聯(lián)網(wǎng)和 5G 領(lǐng)域,,市場(chǎng)需求在過(guò)去一年中再次增長(zhǎng),。我們已經(jīng)看到智能家電市場(chǎng)強(qiáng)勁崛起,頂級(jí)行業(yè)專(zhuān)家預(yù)測(cè)未來(lái)幾年將進(jìn)一步加速,。

在正在經(jīng)歷“綠色經(jīng)濟(jì)”轉(zhuǎn)型的智能家居,、智能建筑和智慧城市領(lǐng)域,意法半導(dǎo)體的高能效產(chǎn)品,,包括微控制器,、傳感器,、連接和安全解決方案、電源管理產(chǎn)品等等,,將會(huì)再次找到用武之地,。

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