Leo Lorenz教授,德国科学院院士、IEEE Fellow、
ECPE(欧洲电力电子中心)创始人并担任主席、英飞凌技术顾问(左);
英飞凌科技(中国)有限公司,大中华区工业功率控制事业部副总裁于代辉(右)
如何更高效更智能地利用能源,以应对全球气候与资源变化实现可持续发展,功率半导体作为能源产业链的最上游责无旁贷地要提出一些解决方案。过去20年,以英飞凌为主的功率半导体厂家推出、发展一代又一代的Si基IGBT,推动了功率器件市场的可持续进步。然而在即将到来的未来,随着对能源高效、智能、安全、便捷等更加深刻的要求,仅仅靠相对成熟的IGBT产品,难免会捉襟见肘。新型的复合半导体——SiC材料,将成为打开能源高效利用的另一把钥匙。
2018年5月16日,英飞凌携革命性碳化硅产品技术CoolSiC™ MOSFET,在深圳召开英飞凌碳化硅发展论坛,与行业专家分享碳化硅技术革新与发展趋势,以及挑战与机遇,带领行业参与者开启碳化硅的“芯”篇章”。
未来可期,匠心不怠
英飞凌始终相信碳化硅(SiC)代表着未来趋势,因此SiC功率器件是英飞凌近年来主推的产品。那么,为什么英飞凌要从CoolSiC™ JFET到 CoolSiC™ MOSFET分两步推出具有划时代意义的MOSFET?英飞凌科技香港有限公司马国伟博士在碳化硅发展论坛上很好地回答了这一问题。
英飞凌科技香港有限公司,工业功率控制事业部应用与系统总监马国伟博士
曾经由于存在平面栅工艺可靠性的技术难题,碳化硅MOSFET在一段时间内并未急于推向市场。在2014年,英飞凌首先推出SiC JFET,避开了栅极问题,开创了SiC高速功率开关的新纪元。紧接着在2016年,英飞凌推出了领先的沟槽栅SiC MOSFET技术,避免了栅极的电场应力,消除了令人担忧的可靠性与寿命问题,于下半年针对特定用途供应商品。2017年,碳化硅MOSFET产品开始实现量产。这一年财年,英飞凌在功率器件方面取得重大进展,尤其在碳化硅MOSFET功率器件实现首次营收,这是碳化硅MOSFET成功进入市场的一座里程碑。MOSFET这一关键技术的突破性进展为英飞凌在半导体市场持续发展注入了源源不断的能量。
近20年来,英飞凌的每一步都走得很认真,每一步都走得很稳健,每一步都是止于至善。在国际半导体领域,英飞凌一直保持领先地位。
在此次以“未来已来,英芯不怠”为主题的碳化硅发展论坛上,英飞凌大中华区工业功率控制事业部副总裁于代辉先生在论坛上多次向外界传达碳化硅技术革命的未来已经到来,表示会敞开怀抱积极乐观地拥抱这项新技术,同时回答了英飞凌为什么要大力发展SiC技术。
于代辉先生提到,英飞凌从1992年开始研发SiC产品,至今已拥有15年以上的SiC研发生产经验,目前已与全球供应商签订长期合作,拥有可靠的6英寸SiC晶圆供应保障;此外特别注重基础研究,拥有顶尖的研发与技术支持团队;注重研发投入,在奥地利投资三仟伍佰万欧元用于研发和生产;拥有先进的生产设备与生产工艺。这一切,赋予了英飞凌在SiC技术革新领域的信心与底气。
拥抱“芯”能源,构建生态圈
SiC源于材料特性的益处,导通电阻低、开关功率损耗低、能在高压中高速开关运作、具有更高的抗宇宙线故障能力等特性满足了社会发展对能源高效利用的要求与发展趋势。英飞凌致力于更安全、更高效、更便捷、更可靠的研发产品理念,CoolSiC™ MOSFET很好地诠释了英飞凌的理念与责任。
CoolSiC™ MOSFET延续半导体设计的可持续发展趋势,在降低开关损耗的基础上,提高功率密度,从而使用更小的散热器,达到最佳导通损耗及效率,减小磁性元器件尺寸,坚持节能与系统集成度助力推动电力电子应用的发展。
在当天媒体见面会上,英飞凌大中华区工业功率控制事业部副总裁于代辉先生公布了英飞凌主要业务营收情况。其中功率半导体业务在2016年以159亿美元的市场规模遥遥领先排名第二的安森美,汽车电子以302亿美元营收位列第二,智能卡IC业务则以27.9亿美元市场规模占据行业第一,占据整个市场24.8%。在2017年财年,英飞凌总营收达到70.63亿欧元,其中工业功率控制营收达12.06亿欧元,包括汽车电子营收达29.89亿欧元、电源管理以及多元化市场业务营收达21.48亿欧元,工业功率控制营收达12.06亿欧元,智能卡与安全营收达7.08亿欧元。
Jérôme Azémar ,as Technical Project Development Director at Yole Développement (Yole)
与此同时,根据法国YoLe市场分析,Infineon(英飞凌)是截至目前碳化硅功率器件供应商行业的龙头。在碳化硅发展论坛上,Yole公司Jérôme Azémar先生以《全球碳化硅市场分析与展望》为主题的演讲中,表示现代社会发展面临的挑战正是功率器件的发展新机遇,全球大约75%功率器件集成商都位于中国、日本以及韩国等亚洲国家,认为中国将是最大的功率器件市场,预测全球碳化硅市场在2022年将突破10亿美金。
英飞凌作为碳化硅技术的市场领导者,依然以开放共享的心态迎接挑战与机遇。英飞凌大中华区工业功率控制事业部副总裁于代辉先生通过媒体传达愿与所有同行业者、所有客户共同参与碳化硅未来市场建设,共同推动碳化硅应用发展,愿意深耕中国市场的同时助力“中国制造2025”,促进中国制造业转型升级。在“中国制造2025”长期规划的十大战略性行业中,英飞凌提供的创新产品和技术解决方案与其中的八达领域高度契合,如新能源汽车、机器人、新材料行业等。
于代辉先生特别提到,英飞凌特别注重构建行业生态圈,希望打通碳化硅市场上下游产业链,像家电行业如格力、海尔等横向市场,变频器、工业逆变器等纵向市场,碳化硅技术可以在其中扮演重要角色。
凭借着过去近二十年的技术积淀与经验积累,英飞凌已经形成完善的SiC产品线覆盖多个应用领域。在光伏、电动车充电桩,以及UPS/SMPS已经拥有了成熟的应用市场,未来会持续推动其在牵引、电机驱动、电动车辆等领域的商用。
CoolSiC™ MOSFE与传统的IGBT相比,其最佳的可靠性和极佳的性能,将大大降低整个系统成本。目前受制于SiC材料成本高昂,碳化硅市场份额与成熟的IGBT市场占比差距很明显,只是在一些高精尖等工业领域应用,但SiC作为新兴半导体材料,对所有行业来说都处在同一起跑线上,对每一个愿意加入其中的参与者有挑战更有机遇。英飞凌相信碳化硅的未来,并且愿意推动与普及SiC技术。
从最初的CoolSiC™ JFET到推出极具颠覆性的CoolSiC™ MOSFET技术,这是一场值得被信赖的技术革命。英飞凌马国伟博士表示,在开发SiC功率MOSFE 器件时,必须首先克服栅极氧化层的问题,这是重要的安全工作指标,达到这个指标才可作商业化应用。
“十年前是产品导向,现在我们的研发更加贴切市场,更加关注中国客户需求。未来我们计划进军中国的家电市场、新能源汽车市场,在支持中国产业升级中发挥作用。” 英飞凌大中华区工业功率控制事业部副总裁于代辉先生在媒体见面会介绍道。
“同生活,共未来”,期待英飞凌在SiC技术领域构建的生态圈让未来更加美好。