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ST:发展碳化矽技术 关键在掌控整套产业链
Dressing udstyr   2022年03月14日 星期一 浏览人次: [1906]

电源与能源管理对人类社会未来的永续发展至关重要。意法半导体汽车和离散元件产品部(ADG)执行??总裁暨功率电晶体事业部总经理Edoardo MERLI指出,由於全球能源需求正在不断成长,我们必须控制碳排放,并将气温上升控制在1.5度以下,减排对此非常重要,但要实现这些要有科技的支援,包括可再生能源的利用,ST对此也有制定一些具体的目标。

意法半导体汽车和离散元件产品部(ADG)执行??总裁暨功率电晶体事业部总经理Edoardo MERLI
意法半导体汽车和离散元件产品部(ADG)执行??总裁暨功率电晶体事业部总经理Edoardo MERLI

仅就工业领域来说,如果能将电力利用效率提升1%,就能节省95.6亿千瓦时(TWh)的能源。那麽这意味着什麽呢?举个直观的例子,这相当於节省了15个核电站的发电量、减排3200万吨二氧化碳,或者是数千桶的石油。可以看到仅仅是工业领域对电力利用效率的提升就能够有如此惊人的节能效果。永续发展一直是根植於我们企业文化的核心理念,ST早就宣布在2027年成为一家永续发展的企业,也就是在2027年实现企业的碳中和。

ST要在2027年实现碳中和,这也与2021巴黎协定确立的2025年将升温控制在1.5度以下的目标相符。ST非常希??,也在致力达成此一目标,这将透过利用可再生能源来达标。我们要在2027年降低电力消耗,目前我们正在积极叁与和投身一系列相关项目和合作计画,进而达成此目标。

Edoardo MERLI说,ST拥有多项新能源科技,比如宽能隙技术已经催生出一系列相关应用,帮助我们达成之前提到的目标。功率技术对达到高效应用与节能降耗扮演着关键作用,其中的重点就是碳化矽和氮化??这两种新材料,它们相较普通矽材料具备更好的效能。宽能隙半导体拥有运作电压高、开关速度快、运作温度高、导通电阻低、产生热量少、耗散功率低、效能高这些优势,节能效果非常出色。由於两种技术各有不同特点,各自的应用情境也有所不同。

碳化矽与氮化??的应用,主要是功率利用和开关频率。可以看到碳化矽与氮化??导体能够满足的需求略有不同,简单来说就是带来更强的功率。碳化矽能够提升开关频率,而氮化??消耗的电能更少。这项技术与现有的矽科技能够形成互补,不过功能上也有些许重叠,今後将会不断优化和完善。刚才讲到碳化矽与氮化??催生了一系列新的应用,也带来了一些新的限制,这些都需要我们加深了解并突破。

碳化矽应用涵盖领域包括汽车制造、工业应用等,许多优势对终端使用者都是显而易见的。以电动汽车制造为例,碳化矽可用於制造牵引逆变器、充电桩、DC-DC转换器等配套设备,这些能够带来更长的行驶里程、车辆自重的减轻,这些都是使用者在使用过程中可以直观感受到的。除此之外当然还有性能更强的电动汽车充电站,碳化矽能够加快充电速度,缩短充电时间,进而促进电动汽车的推广和普及。

ST在碳化矽应用领域的市场地位的重点摘要,拥有着相当高的市占率,去年的市占率已达50%,汽车领域甚至达到60%。ST的执行长 Jean-Marc Chery曾经说过,ST的目标是2024年在碳化矽领域达10亿美元的年营收,包括电晶体、二极体和功率模组。我们希??与各行各业进行合作,包括所有汽车制造和工业界的一线OEM厂商,目前已有超过90个专案正在与这些产业领导企业共同合作。

ST已经推出第三代碳化矽技术,第四代技术也将推入市场,预计今年年底就会获得资格并上市。当然,我们致力於研发的不只是碳化矽技术,也有深度叁与许多其它晶圆的研发。为了充分发掘和发挥碳化矽、氮化??的性能优势,我们同样需要探索许多类型的前沿理念和技术。

对於碳化矽这样的新兴技术来说,掌控甚至拥有自己的一整套产业链是非常重要的,ST也做了很多操作。目前我们已经透过收购Norstel AB(已更名为ST SiC AB)完成建立生产线。我们亦有制造碳化矽基材并设立多家工厂,不断扩充规模,进一步整合生产链,以进一步提升制造能力。义大利卡塔尼亚作为我们的重点基地之一也让我们的生产能力获得大幅度提升,我们在新加坡的生产线规模更是翻倍,目前我们正准备将生产线从6寸改造为8寸。我们还有在摩洛哥布斯库拉和中国深圳的基地作为後段工厂。深圳是我们进行相关封装的主要工厂,为领先的企业提供规模化的封装。

ST碳化矽产能到2024年将比2017年提升10倍,而从2024年到2027年规模也将进一步扩充,发展空间巨大,我们建立这些大型工厂的目的就是满足市场的需求、支援ST自己的发展。

ST产品策略在此领域也有开展一些并购,包括法国创新型企业EXAGAN,其中G-FET、G-Drive和D-Mode这些产品就是源於这间公司。我们也与台积电合作,进而让我们提前推出许多内测科技产品,透过台积电快速地推入市场。我们的最终目标是完善我们的内测技术,最终服务於我们清晰明确的产品策略。

目前我们针对氮化??产品已经有完整的规划,100V到650V各类产品将会陆续推出,这些都会透过ST 8寸工厂生产。我们在卡塔尼亚也有一条GaN-on-Si RF生产线用於生产氮化??产品,大部分都是针对5G和6G基础设施的应用。

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