受新冠肺炎疫情的影響，許多固定的線下活動都已轉(zhuǎn)至“云端”，這是面對疫情的一種積極嘗試。4月22日，英飛凌科技舉辦“650V CoolSiC™ MOSFET在線媒體發(fā)布會”，來自英飛凌科技電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部的大中華區(qū)開關電源應用高級市場經(jīng)理陳清源，向《國際電子商情》等數(shù)十家媒體介紹了英飛凌在功率器件（Power Device）的布局、碳化硅（SiC）的機遇和前景、以及寬禁帶（WBG）半導體的發(fā)展趨勢。0KDesmc
對于近期業(yè)界熱議的硅（Si）、碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）話題，陳清源指出，英飛凌作為市場上唯一一家提供涵蓋Si、SiC和GaN的全系列功率產(chǎn)品的公司，認為三者會一直處于共存的關系，未來并不會出現(xiàn)取代的局面。至于競爭日益激烈的650V碳化硅市場，英飛凌一直以來都是樂見其成的態(tài)度，因為碳化硅市場是一個長期的比賽，甚至是超級馬拉松，不僅自身實力要過硬，還要有外部競爭激勵才能穩(wěn)步前行！0KDesmc
Si、SiC、GaN的差異與比較
隨著硅材料的瓶頸日益突出，以碳化硅和氮化鎵為主的第三代半導體逐步受到行業(yè)青睞。對于三者的區(qū)別比較，陳清源認為，可以從電壓范圍及應用、效率及易用性兩大方面去分析。0KDesmc
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英飛凌科技電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部0KDesmc
大中華區(qū)開關電源應用高級市場經(jīng)理 陳清源0KDesmc
一方面，在電壓范圍及應用上。硅（Si）的電壓范圍是25V低壓到1.7kV中壓。它的主流技術已經(jīng)研發(fā)了數(shù)十年，從功率到小瓦特數(shù)，從移動電源到充電樁、光伏等等，這些技術應用已經(jīng)非常成熟，是目前行業(yè)中普及度最高的基礎材料之一。而碳化硅（SiC）適用的電壓范圍從650V到3.3kV高壓，因此適用于開關功率從中到高的大功率應用，應用的范圍相比硅更廣，例如風電、大數(shù)據(jù)中心的供電等。相對碳化硅，氮化鎵（GaN）的電壓會低一些，從中壓80V-650V。不過由于它具有快速切換頻率的特性，前兩者的切換頻率都在幾百KHz等級，而氮化鎵的切換頻率可以達到MHz級，因此它可以在磁性元件選擇更小的尺寸。0KDesmc
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另一方面，在效率、功率密度兼易用性上的區(qū)別。傳統(tǒng)硅材料的開發(fā)時間最長、涉及產(chǎn)品最多、應用范圍最廣，故性價比是最高的。因此對于一些追求性價比的應用，硅絕對是首選。但如果說要追求效率最高、功率密度最大，那切換速度最快的氮化鎵是首選，它的效率和功率密度是無可取代的，不過價格優(yōu)勢就不及硅。如果要考慮到有“易使用性”、堅固、耐用度，碳化硅是一個很好的選擇。因為碳化硅可以耐高溫，它的溫度系數(shù)變化比較小，在堅固和易用性上有著絕對優(yōu)勢。0KDesmc
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“事實上，材料選型不能只關注性能、效率、性價比這些基本參數(shù)，更不能簡單地套用現(xiàn)有模板。英飛凌的做法更傾向于和客戶共同探討，根據(jù)不同的個性化需求共同設計研發(fā)，摸索出一整套最契合的解決方案。”陳清源表示。0KDesmc
SiC和傳統(tǒng)材料之間的差異
至于本次媒體交流會的主題——碳化硅，陳清源羅列了多個物理特性，來闡述SiC和傳統(tǒng)材料之間的差異。0KDesmc
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從上圖可知，碳化硅的帶隙（band gap）大概是硅材料的3倍，單位面積的阻隔電壓是硅材料的7倍，熱導率大概是3倍，電子漂移速度是2倍左右，只有電子遷移率的數(shù)值相差不大。從這5個物理特性的差距來看，碳化硅可以運行更高的電壓，達到更高的效率，讓功率器件輕薄短小的同時，也具備更高的開關頻率，從而有效降低整個研發(fā)成本。此外，對于設計者和使用者而言，碳化硅還能很好地解決散熱問題，這可以說是解決了工程師的“老大難”問題。0KDesmc
雖然前文一直在強調(diào)碳化硅的性能，但不可避免的，整個電源的設計還要考慮到可靠度、堅固性。對此，英飛凌針對碳化硅產(chǎn)品的可靠度也做了很多的探索和優(yōu)化。比如：增加堅固耐用度，在柵極氧化層的可靠度，把VGS重新設計在大于4V上防止“誤導通”，優(yōu)化一些特殊的拓撲（CCM圖騰柱的拓撲），抗雪崩優(yōu)化等等。0KDesmc
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“所以說，英飛凌在整個碳化硅的技術上面，是兼顧性能、穩(wěn)定和堅固性做一個整體的考量。無論是設計、還是使用，各個環(huán)節(jié)力求方便，讓設計者們擁有更好的材料、更好的控制方式，加上他們聰明的頭腦，從而設計出更好的電源供應器！”陳清源如是說。0KDesmc
英飛凌在功率器件的全產(chǎn)品線布局
為了進一步擴展其碳化硅產(chǎn)品組合，今年2月底，英飛凌發(fā)布了8款CoolSiC™ MOSFET產(chǎn)品。0KDesmc
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據(jù)介紹，這8款器件的額定值在27mΩ-107mΩ之間，既可采用典型的TO-247 3引腳封裝，也支持開關損耗更低的TO-247 4引腳封裝。與過去發(fā)布的所有CoolSiC™ MOSFET產(chǎn)品相比，全新650V系列基于英飛凌先進的溝槽半導體技術，可以在毫不折衷的情況下，在應用中實現(xiàn)最低的損耗，并在運行中實現(xiàn)最佳可靠性。因此，新器件的目標市場有服務器、數(shù)據(jù)中心、5G基站、工業(yè)電源、光伏、充電樁、不間斷電源系統(tǒng)以及能源儲存等。0KDesmc
“我們看到，從2月底推出至今兩個多月的時間里，大中華區(qū)已經(jīng)有客戶實現(xiàn)量產(chǎn)，這是非常值得英飛凌自豪的成績！”陳清源表示。0KDesmc
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為什么英飛凌可以如此迅速地幫助客戶實現(xiàn)SiC MOSFET應用落地？陳清源回答道：第一，英飛凌在電源管理領域已經(jīng)擁有幾十年的經(jīng)驗，而且一直保持領先的地位，這是英飛凌在碳化硅上面持續(xù)的研發(fā)、創(chuàng)新的基本。0KDesmc
第二，英飛凌在產(chǎn)品上注重性能最佳、可靠度高，并且有自己的生產(chǎn)線，可以與重大客戶進行戰(zhàn)略合作，與供應商交流供需策略，構(gòu)建一個穩(wěn)固的供應鏈環(huán)境。0KDesmc
第三，英飛凌可以提供全產(chǎn)品線方案。無論是硅、碳化硅還是氮化鎵，都可以根據(jù)客戶的需求進行“定制”。并且，英飛凌各產(chǎn)品部門內(nèi)部會定期橫向溝通，從不同應用場景、不同客戶、不同應用中互相分享、支持，深化整體解決方案的能力。0KDesmc
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第四，英飛凌會繼續(xù)加大對功率器件的布局和投入。一方面，在整個功率器件市場，英飛凌是全球市場占有率最高的供應商，具有穩(wěn)定的營收，可以投資在一些新的產(chǎn)品、新的技術、新的應用上。另一方面，在疫情新常態(tài)的影響下，英飛凌的線上服務上也發(fā)揮了重要作用，例如線上選型指南、產(chǎn)品推介，方案推薦、演示文稿、技術資料、教學視頻、“社群”管理等，更方便于廣大工程師進行溝通。對此，今后也會加大相關投入。0KDesmc
“我相信，在多方面的努力下，英飛凌在功率器件領域的發(fā)展會更進一步！預計今年底英飛凌還會推出相關新產(chǎn)品，到2021年該產(chǎn)品線會擴展到50個產(chǎn)品以上。”陳清源表示。0KDesmc
樂見競爭，以開放的心態(tài)穩(wěn)步前行
事實上，SiC MOSFET的市場競爭已經(jīng)如火如荼。根據(jù)今年IHS的預估，2020年650V SiC MOSFET會有近5000萬美元的市場份額。再往后到2028年，這一市場份額會達到1.6億美元，整體復合成長率達16%。0KDesmc
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在這億級市場中，主要應用領域集中在電源供應器、不間斷電源、電動汽車充電、馬達驅(qū)動、光伏和儲能。其中，電源是最大的部分，匯聚了許多新老玩家。0KDesmc
面對市場競爭日益激烈的650V碳化硅市場，陳清源表示，有競爭才會進步，英飛凌一直樂見競爭。0KDesmc
“英飛凌在碳化硅領域也布局了幾年，累積的專業(yè)技術知識和能力很多，我們有不可取代的優(yōu)勢。至于新的競爭對手，如何能持續(xù)投入這么高資金成本的投資，對他們來說也是個挑戰(zhàn)。”陳清源分享道。0KDesmc
此外，陳清源還表示，他更愿意把碳化硅的布局看作是一場長期的比賽，甚至是超級馬拉松。英飛凌堅實自己的優(yōu)勢，同時積極面對競爭，當市場上產(chǎn)品百花齊放，客戶有更多的選擇，這對使用者、制造商都是好事。0KDesmc
