【導讀】意法半導體對汽車(chē)應用有全面深入的了解，如今，已有650多萬(wàn)輛純電動(dòng)汽車(chē)搭載了意法半導體的SiC MOSFET，包括電驅逆變器、車(chē)載充電機、直流/直流變換器（DC-DC）。我們從2017年開(kāi)始交付SiC產(chǎn)品，與全球超過(guò)75家整車(chē)制造商和一級配套廠(chǎng)商建立了業(yè)務(wù)關(guān)系。
回首2023，碳化硅和氮化鎵行業(yè)取得了哪些進(jìn)步？出現了哪些變化？2024將迎來(lái)哪些新機遇和新挑戰？
為更好地解讀產(chǎn)業(yè)格局，探索未來(lái)的前進(jìn)方向，行家說(shuō)三代半、行家極光獎聯(lián)合策劃了《行家瞭望——2024，火力全開(kāi)》專(zhuān)題報道。
本期嘉賓是意法半導體亞太區功率分立和模擬產(chǎn)品器件部市場(chǎng)和應用副總裁Francesco MUGGERI（沐杰勵）。
全工序SiC工廠(chǎng)今年投產(chǎn)
第4代SiC MOS即將量產(chǎn)
行家說(shuō)三代半：據《2023碳化硅（SiC）產(chǎn)業(yè)調研白皮書(shū)》統計，2023年全球新發(fā)布碳化硅主驅車(chē)型又新增了40多款，預計明年部分車(chē)型會(huì )規模量產(chǎn)。貴公司如何應對市場(chǎng)需求的增長(cháng)？
意法半導體沐杰勵：ST正在進(jìn)行重大戰略投資，以提高碳化硅產(chǎn)能，滿(mǎn)足市場(chǎng)快速增長(cháng)的需求。我們正在意大利新建一個(gè)全工序碳化硅襯底廠(chǎng)，并在中國成立了一家碳化硅合資企業(yè)，為汽車(chē)客戶(hù)電動(dòng)化轉型提供一個(gè)可靠的供應鏈。
行家說(shuō)三代半：貴公司如何看待中國新能源汽車(chē)市場(chǎng)？現階段，貴公司的碳化硅業(yè)務(wù)在中國EV市場(chǎng)取得了哪些成績(jì)？如何服務(wù)中國市場(chǎng)？
意法半導體沐杰勵：中國新能源汽車(chē)市場(chǎng)將繼續增長(cháng)，國內頭部電動(dòng)車(chē)企和一級供應商將我們的SiC產(chǎn)品廣泛用于電驅逆變器、車(chē)載充電機、直流/直流變換器（DC-DC）和電動(dòng)壓縮機。
為了滿(mǎn)足中國新能源汽車(chē)市場(chǎng)快速增長(cháng)的碳化硅需求，我們正在快速擴大寬禁帶器件產(chǎn)能。
· 意大利卡塔尼亞新的全工序碳化硅襯底制造廠(chǎng)正在建設中，預計2024年開(kāi)始投產(chǎn)。
· 2023年6月，ST宣布與三安光電成立合資企業(yè)，在中國量產(chǎn)200毫米碳化硅器件。該合資公司將支持中國汽車(chē)電動(dòng)化發(fā)展，滿(mǎn)足市場(chǎng)對意法半導體碳化硅器件不斷增長(cháng)的需求。
· 第四代SiC MOSFET技術(shù)將于2024年量產(chǎn)，以增強我們在性能和成本方面的競爭力。
超650萬(wàn)汽車(chē)搭載ST SiC器件
服務(wù)＞75家汽車(chē)客戶(hù)
行家說(shuō)三代半：針對EV市場(chǎng)，貴公司主推哪些碳化硅技術(shù)和產(chǎn)品？相較于其他企業(yè)，貴公司的優(yōu)勢體現在哪里？
意法半導體沐杰勵：我們擁有一個(gè)陣容強大的基于平面技術(shù)的SiC MOSFET產(chǎn)品組合，這些產(chǎn)品非常適合新能源汽車(chē)電驅逆變器、車(chē)載充電機、直流/直流變換器（DC-DC）和電動(dòng)壓縮機。平面技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，更適合大規模制造，品質(zhì)因數FOM較低，動(dòng)態(tài)性能較好，柵極氧化層耐受更高的電場(chǎng)強度，并確保目標應用具有很高的可靠性。
意法半導體對汽車(chē)應用有全面深入的了解，如今，已有650多萬(wàn)輛純電動(dòng)汽車(chē)搭載了意法半導體的SiC MOSFET，包括電驅逆變器、車(chē)載充電機、直流/直流變換器（DC-DC）。我們從2017年開(kāi)始交付SiC產(chǎn)品，與全球超過(guò)75家整車(chē)制造商和一級配套廠(chǎng)商建立了業(yè)務(wù)關(guān)系。
為確保我們的產(chǎn)品具有全球一流的品質(zhì)，發(fā)貨產(chǎn)品100%經(jīng)過(guò)成品老化和晶圓級老化測試，老化試驗過(guò)程采用優(yōu)化配方。先進(jìn)的SiC MOSFET技術(shù)結合供應鏈垂直整合戰略，確保我們的產(chǎn)品性能、成本結構和供貨能力具有市場(chǎng)競爭力。
新能源、工業(yè)需求井噴
新建5大工廠(chǎng)提升產(chǎn)能
行家說(shuō)三代半：除了汽車(chē)市場(chǎng)外，針對其他應用貴公司主推哪些碳化硅技術(shù)和產(chǎn)品？
意法半導體沐杰勵：除了汽車(chē)市場(chǎng)外，新能源和其他工業(yè)應用對SiC需求也出現井噴，我們專(zhuān)注這些應用，是這些市場(chǎng)中有吸引力的合作伙伴。
我們不斷創(chuàng )新寬禁帶技術(shù)，以應對各行各業(yè)新出現的挑戰。我們擁有廣泛的產(chǎn)品組合，包括650V、1200V、1700V以及即將推出的2000V新產(chǎn)品?；谄矫婕夹g(shù)的第三代產(chǎn)品已于2021年開(kāi)始批量生產(chǎn)，用于汽車(chē)和工業(yè)應用，并擁有廣泛的分立和功率模塊產(chǎn)品組合。第三代系列在給定的芯片尺寸下具有更高的電流能力、更低的導通損耗、更低的開(kāi)關(guān)損耗和更高的頻率（外形尺寸?。?。意法半導體最先進(jìn)的SiC MOSFET技術(shù)和垂直制造戰略確保了我們在性能成本結構和供應能力上的競爭力。
行家說(shuō)三代半：面對逐漸爆發(fā)的市場(chǎng)需求，貴公司有哪些舉措為客戶(hù)提供穩定的產(chǎn)品供應？
意法半導體沐杰勵：意法半導體確保為客戶(hù)提供一個(gè)靈活可靠的供應鏈，以支持他們的需求增長(cháng)。為此，意法半導體正在大力投資技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)能。
2022年，我們的資本支出約35億美元，2023年預計增長(cháng)到40億美元左右。通過(guò)這些投資，我們正在升級300mm晶圓的產(chǎn)能布局，特別是寬禁帶產(chǎn)品的產(chǎn)能。
我們正在快速提高碳化硅和氮化鎵等寬禁帶產(chǎn)品的產(chǎn)能。除了前面提到的正在意大利卡塔尼亞建設的新的全工序碳化硅襯底制造廠(chǎng)以外，為滿(mǎn)足快速增長(cháng)的氮化鎵市場(chǎng)的需求，我們還在法國圖爾擴大氮化鎵的產(chǎn)能。
此外，2023年6月，我們宣布與三安光電成立合資企業(yè)，在中國量產(chǎn)200mm SiC器件。該合資公司將支持中國汽車(chē)電動(dòng)化以及工業(yè)電力和能源的發(fā)展，滿(mǎn)足市場(chǎng)對意法半導體碳化硅器件不斷增長(cháng)的需求。意法半導體前端合資公司、深圳封測廠(chǎng)和三安200mm碳化硅襯底獨資工廠(chǎng)協(xié)同合作，為中國客戶(hù)提供了一個(gè)完全垂直整合的SiC價(jià)值鏈。新的合資碳化硅工廠(chǎng)計劃于2025年底投產(chǎn)。
除了SiC和GaN技術(shù)外，我們還是一家量產(chǎn)300mm數字芯片的半導體公司，將繼續投資擴大數字芯片的產(chǎn)能，同時(shí)還將提高300mm模擬芯片的產(chǎn)能。我們最近的投資項目是與格芯（GlobalFoundries）合作在法國克羅爾建300mm晶圓廠(chǎng)。我們還繼續投資建設在意大利米蘭阿格拉特新建的300mm模擬和功率晶圓廠(chǎng)。目前，我們正在投資提高產(chǎn)能，預計到2025年底達到設計產(chǎn)能?？傊?，這些投資將使300mm芯片產(chǎn)能在2022年至2025年間提高一倍。
創(chuàng )新SiP解決GaN挑戰
8英寸+技術(shù)沉淀滿(mǎn)足車(chē)規苛刻要求
行家說(shuō)三代半：貴公司的氮化鎵業(yè)務(wù)也在發(fā)力，意法半導體將錨定哪些應用市場(chǎng)？
意法半導體沐杰勵：意法半導體正在積極開(kāi)發(fā)GaN業(yè)務(wù)，重點(diǎn)目標應用領(lǐng)域包括AC-DC適配器和智能手機快充、服務(wù)器電源、電信基站、光儲充等工業(yè)應用等等。
行家說(shuō)三代半：相較于其他氮化鎵企業(yè)，貴公司的氮化鎵“殺手锏”是什么？目前，貴公司的氮化鎵技術(shù)有哪些新的進(jìn)展？
意法半導體沐杰勵：氮化鎵材料在半導體領(lǐng)域的應用由來(lái)已久，但在終端產(chǎn)品市場(chǎng)尚未廣泛應用。采用該技術(shù)面臨的一個(gè)挑戰是，氮化鎵功率器件需要精確的驅動(dòng)信號才能正常工作，并提供最高的效率和性能，尤其是在高頻應用中。
意法半導體解決了這個(gè)問(wèn)題，我們的方法是在一個(gè)系統級封裝（SiP）內集成柵極驅動(dòng)器、控制器與氮化鎵功率管（例如，意法半導體的MasterGaN和 VIPerGaN產(chǎn)品系列），以?xún)?yōu)化驅動(dòng)特性，最小化柵極驅動(dòng)器和氮化鎵功率器件之間的距離，從而最大限度地減少寄生效應。
行家說(shuō)三代半：目前，650V氮化鎵在充電頭等消費類(lèi)電子領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入了價(jià)格戰，貴公司會(huì )有哪些差異化市場(chǎng)路線(xiàn)？8英寸晶圓線(xiàn)能夠為貴公司提供哪些方面的賦能？
意法半導體沐杰勵：我們承諾為客戶(hù)提供高品質(zhì)、高性能的氮化鎵產(chǎn)品，注重技術(shù)創(chuàng )新和產(chǎn)品可靠性。我們還與客戶(hù)合作開(kāi)發(fā)定制化解決方案，滿(mǎn)足他們最終應用的特定需求。此外，除了消費類(lèi)充電器/適配器應用之外，新能源、電動(dòng)汽車(chē)和其他工業(yè)領(lǐng)域也存在應用機會(huì )，但是這些領(lǐng)域對氮化鎵技術(shù)的性能要求更高。
系統可靠性也是ST的一個(gè)戰略性專(zhuān)注點(diǎn)。200毫米晶圓生產(chǎn)線(xiàn)具有生產(chǎn)效率高的優(yōu)勢，有助于我們大幅提高產(chǎn)能，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，同時(shí)保持產(chǎn)品高質(zhì)量。
行家說(shuō)三代半：在900V和1200V等更高壓等級氮化鎵產(chǎn)品方面，貴公司會(huì )有哪些規劃？有哪些應用？
意法半導體沐杰勵：我們正在仔細研究橫向結構1200V GaN晶體管是否適用于目前市場(chǎng)需求之外的未來(lái)應用。驗證器件性能和可靠性將是這些新的電壓級別器件開(kāi)放路線(xiàn)圖的主線(xiàn)。
行家說(shuō)三代半：在200V以下的氮化鎵技術(shù)方面，貴公司目前有哪些產(chǎn)品？有哪些應用？
意法半導體沐杰勵：雖然我們當前的GaN產(chǎn)品組合側重于200V以上的應用，但200V以下的器件已進(jìn)入我們的技術(shù)開(kāi)發(fā)計劃中，主要用于高能效移動(dòng)設備充電器。
行家說(shuō)三代半：如何看待氮化鎵在汽車(chē)領(lǐng)域的市場(chǎng)機會(huì )？貴公司的氮化鎵會(huì )如何開(kāi)拓汽車(chē)市場(chǎng)？
意法半導體沐杰勵：GaN對想要提高電驅系統能效的車(chē)企具有吸引力。我們的目標是利用法國圖爾200mm晶圓廠(chǎng)和我們的電力電子技術(shù)沉淀，使我們的專(zhuān)有GaN晶體管產(chǎn)品能夠勝任車(chē)載充電機、直流/直流變換器（DC-DC），甚至電驅逆變器。從長(cháng)遠來(lái)看，我們相信GaN對于滿(mǎn)足汽車(chē)苛刻的綠色低碳和性能要求至關(guān)重要。
(文章來(lái)源：行家說(shuō)三代半作者：行家說(shuō)-許若冰）
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