《電子技術(shù)應(yīng)用》
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ST:發(fā)展碳化硅技術(shù) 關(guān)鍵在掌控整套產(chǎn)業(yè)鏈

2022-03-15
來源:CTIMES
關(guān)鍵詞: ST GaN SiC

  本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202203/431977.htm

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  意法半導(dǎo)體汽車和離散組件產(chǎn)品部(ADG)執(zhí)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)域來說,,如果能將電力利用效率提升1%,就能節(jié)省95.6億千瓦時(shí)(TWh)的能源,。那么這意味著什么呢,?舉個(gè)直觀的例子,這相當(dāng)于節(jié)省了15個(gè)核電站的發(fā)電量,、減排3200萬噸二氧化碳,,或者是數(shù)千桶的石油??梢钥吹絻H僅是工業(yè)領(lǐng)域?qū)﹄娏眯实奶嵘湍軌蛴腥绱梭@人的節(jié)能效果,。永續(xù)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(xù)發(fā)展的企業(yè),,也就是在2027年實(shí)現(xiàn)企業(yè)的碳中和,。

  ST要在2027年實(shí)現(xiàn)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(biāo)相符,。ST非常希望,,也在致力達(dá)成此一目標(biāo),,這將透過利用可再生能源來達(dá)標(biāo)。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(xiàng)目和合作計(jì)劃,,進(jìn)而達(dá)成此目標(biāo)。

  Edoardo MERLI說,,ST擁有多項(xiàng)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(yīng)用,幫助我們達(dá)成之前提到的目標(biāo),。功率技術(shù)對達(dá)到高效應(yīng)用與節(jié)能降耗扮演著關(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(dǎo)體擁有運(yùn)作電壓高,、開關(guān)速度快、運(yùn)作溫度高,、導(dǎo)通電阻低,、產(chǎn)生熱量少、耗散功率低,、效能高這些優(yōu)勢,,節(jié)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(yīng)用情境也有所不同,。

  碳化硅與氮化鎵的應(yīng)用,主要是功率利用和開關(guān)頻率,??梢钥吹教蓟枧c氮化鎵導(dǎo)體能夠滿足的需求略有不同,簡單來說就是帶來更強(qiáng)的功率,。碳化硅能夠提升開關(guān)頻率,,而氮化鎵消耗的電能更少。這項(xiàng)技術(shù)與現(xiàn)有的硅科技能夠形成互補(bǔ),,不過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(yīng)用,,也帶來了一些新的限制,,這些都需要我們加深了解并突破。

  碳化硅應(yīng)用涵蓋領(lǐng)域包括汽車制造,、工業(yè)應(yīng)用等,,許多優(yōu)勢對終端使用者都是顯而易見的。以電動(dòng)汽車制造為例,碳化硅可用于制造牽引逆變器,、充電樁,、DC-DC轉(zhuǎn)換器等配套設(shè)備,這些能夠帶來更長的行駛里程,、車輛自重的減輕,,這些都是使用者在使用過程中可以直觀感受到的。除此之外當(dāng)然還有性能更強(qiáng)的電動(dòng)汽車充電站,,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)汽車的推廣和普及,。

  ST在碳化硅應(yīng)用領(lǐng)域的市場地位的重點(diǎn)摘要,,擁有著相當(dāng)高的市占率,去年的市占率已達(dá)50%,,汽車領(lǐng)域甚至達(dá)到60%,。ST的執(zhí)行長 Jean-Marc Chery曾經(jīng)說過,ST的目標(biāo)是2024年在碳化硅領(lǐng)域達(dá)10億美元的年?duì)I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,,包括所有汽車制造和工業(yè)界的一線OEM廠商,目前已有超過90個(gè)項(xiàng)目正在與這些產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)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,預(yù)計(jì)今年年底就會(huì)獲得資格并上市,。當(dāng)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型的前沿理念和技術(shù),。

  對于碳化硅這樣的新興技術(shù)來說,,掌控甚至擁有自己的一整套產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)欠浅V匾模琒T也做了很多操作,。目前我們已經(jīng)透過收購Norstel AB(已更名為ST SiC AB)完成建立生產(chǎn)線,。我們亦有制造碳化硅基材并設(shè)立多家工廠,不斷擴(kuò)充規(guī)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)線規(guī)模更是翻倍,,目前我們正準(zhǔn)備將生產(chǎn)線從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。深圳是我們進(jìn)行相關(guān)封裝的主要工廠,,為領(lǐng)先的企業(yè)提供規(guī)?;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(guī)模也將進(jìn)一步擴(kuò)充,,發(fā)展空間巨大,我們建立這些大型工廠的目的就是滿足市場的需求,、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(tái)積電合作,,進(jìn)而讓我們提前推出許多內(nèi)測科技產(chǎn)品,,透過臺(tái)積電快速地推入市場。我們的最終目標(biāo)是完善我們的內(nèi)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(guī)劃,100V到650V各類產(chǎn)品將會(huì)陸續(xù)推出,,這些都會(huì)透過ST 8吋工廠生產(chǎn),。我們在卡塔尼亞也有一條GaN-on-Si RF生產(chǎn)線用于生產(chǎn)氮化鎵產(chǎn)品,大部分都是針對5G和6G基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用,。




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