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日前,在意法半導體工業巡演北京站上,意法半導體亞太區功率分立和模擬產品器件部區域營銷和應用副Quattroporte沐傑勵Francesco Muggeri介紹了意法半導體的碳化矽產品線,Muggeri表示,意法半導體的碳化矽產品目前在汽車行業得到了大量應用,目前正在積極向工業領域進軍。

根據2019投資者關係日時透露的訊息,2018年,意法半導體碳化矽的產值為一億美元,預計2019年全年將翻一倍至兩億。目前意法半導體是全球排名第一的車用碳化矽MOSFET供應商,有超過20個車廠與之合作,量產車型更是達到了10個以上。其中包括歐洲8大車廠,雷諾尼桑以及三菱等日系,現代起亞等韓系車廠都和意法有著廣泛合作。

也正是如此,意法半導體制定了中期目標,2025年碳化矽市佔率超30%。

技術方面,意法半導體正在開發下一代溝槽式技術(trench technology)的碳化矽,使得器件尺寸不斷縮小。而在產線方面,一方面意法半導體併購了Norstel AB大部分股權,使得公司可以自主生產SiC外延,此外,意法半導體還和Cree-Wolfspeed簽署了多年碳化矽供貨協議,以保證穩定的產能。

“過去幾年,SiC的基材有些短缺,這也是我們積極部署產線的重要原因。這個月開始,義大利Catania工廠旁就會誕生一個全新的碳化矽工廠。此外,當我們自己來做外延的時候,我們就會變得主動,同時也不需要美國供應商來提供產品,這對中國市場非常重要。”Muggeri說道。

Muggeri強調道,在功率器件領域,意法半導體除了分立元件之外,還提供了標準模組和解決方案,滿足客戶即插即用的需求。目前這些模組主要應用在汽車市場,但未來同樣適合大功率的工業市場中。

關於碳化矽技術的補充

碳化矽(SiC)是一種寬頻隙材料,與矽相比,具有許多優點,例如,工作溫度更高,散熱效能得到改善,開關和導通損耗更低。 不過,寬頻隙材料比矽基材料的量產難度更高。

如圖所示,相比矽技術,碳化矽在功率密度,溫度效應等方面具有顯著優勢。

碳化矽的優點包括如下:

更高的效能和工作電壓

功率損失極低

本徵SiC體二極體(MOSFET)(4象限開關操作)

開關比矽更快,更可靠

在擊穿電壓相同的條件下,晶片尺寸更小

能效更高

導熱性高

更高的工作頻率

開關損耗更低,二極體開關效能出色

更小、更輕量化的系統

更高的工作溫度

工作節溫最高200°C

散熱要求降低,可用於輕量化系統,延長使用壽命

容易驅動

完全相容標準柵極驅動器

設計更簡單

意法半導體在碳化矽開發商的歷史

意法半導體從1996年開始從事碳化矽技術研發。在半導體市場推出一項新技術,品質高、壽命長,成本有競爭力是基本要求。意法半導體戰勝了這種寬頻隙材料的量產挑戰,於2004年開始生產其首款SiC二極體。2009年,意法半導體的第一款 SiC MOSFET投產,此後又增加了1200V的SiC MOSFET和功率肖特基二極體,以完善原來的650V產品組合。

意法半導體的6英寸碳化矽晶圓於2017年投產,生產規模擴大有助於降低晶片成本,提高市場供應量,滿足日益增多的SiC應用的需求(包括更多的太陽能逆變器、工業電機驅動器、家用電器和電源介面卡)。

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