回首2023，碳化硅和氮化鎵行業(yè)取得了哪些進(jìn)步？出現(xiàn)了哪些變化？2024將迎來(lái)哪些新機(jī)遇和新挑戰(zhàn)？

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(jiǎng)聯(lián)合策劃了《行家瞭望——2024，火力全開》專題報(bào)道。

本期嘉賓是意法半導(dǎo)體亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品器件部市場(chǎng)和應(yīng)用副總裁Francesco MUGGERI（沐杰勵(lì)）。

全工序SiC工廠今年投產(chǎn)

第4代SiC MOS即將量產(chǎn)

行家說(shuō)三代半：據(jù)《2023碳化硅（SiC）產(chǎn)業(yè)調(diào)研白皮書》統(tǒng)計(jì)，2023年全球新發(fā)布碳化硅主驅(qū)車型又新增了40多款，預(yù)計(jì)明年部分車型會(huì)規(guī)模量產(chǎn)。貴公司如何應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)？

意法半導(dǎo)體沐杰勵(lì)：ST正在進(jìn)行重大戰(zhàn)略投資，以提高碳化硅產(chǎn)能，滿足市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的需求。我們正在意大利新建一個(gè)全工序碳化硅襯底廠，并在中國(guó)成立了一家碳化硅合資企業(yè)，為汽車客戶電動(dòng)化轉(zhuǎn)型提供一個(gè)可靠的供應(yīng)鏈。

行家說(shuō)三代半：貴公司如何看待中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)？現(xiàn)階段，貴公司的碳化硅業(yè)務(wù)在中國(guó)EV市場(chǎng)取得了哪些成績(jī)？如何服務(wù)中國(guó)市場(chǎng)？

意法半導(dǎo)體沐杰勵(lì)：中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)將繼續(xù)增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)頭部電動(dòng)車企和一級(jí)供應(yīng)商將我們的SiC產(chǎn)品廣泛用于電驅(qū)逆變器、車載充電機(jī)、直流/直流變換器（DC-DC）和電動(dòng)壓縮機(jī)。

為了滿足中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的碳化硅需求，我們正在快速擴(kuò)大寬禁帶器件產(chǎn)能。

●   大利卡塔尼亞新的全工序碳化硅襯底制造廠正在建設(shè)中，預(yù)計(jì)2024年開始投產(chǎn)。

●   2023年6月，ST宣布與三安光電成立合資企業(yè)，在中國(guó)量產(chǎn)200毫米碳化硅器件。該合資公司將支持中國(guó)汽車電動(dòng)化發(fā)展，滿足市場(chǎng)對(duì)意法半導(dǎo)體碳化硅器件不斷增長(zhǎng)的需求。

●   第四代SiC MOSFET技術(shù)將于2024年量產(chǎn)，以增強(qiáng)我們?cè)谛阅芎统杀痉矫娴母?jìng)爭(zhēng)力。

超650萬(wàn)汽車搭載ST SiC器件

服務(wù)＞75家汽車客戶

行家說(shuō)三代半：針對(duì)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(shì)體現(xiàn)在哪里？

意法半導(dǎo)體沐杰勵(lì)：我們擁有一個(gè)陣容強(qiáng)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電驅(qū)逆變器、車載充電機(jī)、直流/直流變換器（DC-DC）和電動(dòng)壓縮機(jī)。平面技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，更適合大規(guī)模制造，品質(zhì)因數(shù)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(qiáng)度，并確保目標(biāo)應(yīng)用具有很高的可靠性。

意法半導(dǎo)體對(duì)汽車應(yīng)用有全面深入的了解，如今，已有650多萬(wàn)輛純電動(dòng)汽車搭載了意法半導(dǎo)體的SiC MOSFET，包括電驅(qū)逆變器、車載充電機(jī)、直流/直流變換器（DC-DC）。我們從2017年開始交付SiC產(chǎn)品，與全球超過(guò)75家整車制造商和一級(jí)配套廠商建立了業(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(jí)老化測(cè)試，老化試驗(yàn)過(guò)程采用優(yōu)化配方。先進(jìn)的SiC MOSFET技術(shù)結(jié)合供應(yīng)鏈垂直整合戰(zhàn)略，確保我們的產(chǎn)品性能、成本結(jié)構(gòu)和供貨能力具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

新能源、工業(yè)需求井噴

新建5大工廠提升產(chǎn)能

行家說(shuō)三代半：除了汽車市場(chǎng)外，針對(duì)其他應(yīng)用貴公司主推哪些碳化硅技術(shù)和產(chǎn)品？

意法半導(dǎo)體沐杰勵(lì)：除了汽車市場(chǎng)外，新能源和其他工業(yè)應(yīng)用對(duì)SiC需求也出現(xiàn)井噴，我們專注這些應(yīng)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(yīng)對(duì)各行各業(yè)新出現(xiàn)的挑戰(zhàn)。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年開始批量生產(chǎn)，用于汽車和工業(yè)應(yīng)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(dǎo)通損耗、更低的開關(guān)損耗和更高的頻率（外形尺寸小）。意法半導(dǎo)體最先進(jìn)的SiC MOSFET技術(shù)和垂直制造戰(zhàn)略確保了我們?cè)谛阅艹杀窘Y(jié)構(gòu)和供應(yīng)能力上的競(jìng)爭(zhēng)力。

行家說(shuō)三代半：面對(duì)逐漸爆發(fā)的市場(chǎng)需求，貴公司有哪些舉措為客戶提供穩(wěn)定的產(chǎn)品供應(yīng)？

意法半導(dǎo)體沐杰勵(lì)：意法半導(dǎo)體確保為客戶提供一個(gè)靈活可靠的供應(yīng)鏈，以支持他們的需求增長(zhǎng)。為此，意法半導(dǎo)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(yù)計(jì)增長(zhǎng)到40億美元左右。通過(guò)這些投資，我們正在升級(jí)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(shè)的新的全工序碳化硅襯底制造廠以外，為滿足快速增長(zhǎng)的氮化鎵市場(chǎng)的需求，我們還在法國(guó)圖爾擴(kuò)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(guó)量產(chǎn)200mm SiC器件。該合資公司將支持中國(guó)汽車電動(dòng)化以及工業(yè)電力和能源的發(fā)展，滿足市場(chǎng)對(duì)意法半導(dǎo)體碳化硅器件不斷增長(zhǎng)的需求。意法半導(dǎo)體前端合資公司、深圳封測(cè)廠和三安200mm碳化硅襯底獨(dú)資工廠協(xié)同合作，為中國(guó)客戶提供了一個(gè)完全垂直整合的SiC價(jià)值鏈。新的合資碳化硅工廠計(jì)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(shù)字芯片的半導(dǎo)體公司，將繼續(xù)投資擴(kuò)大數(shù)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(xiàng)目是與格芯（GlobalFoundries）合作在法國(guó)克羅爾建300mm晶圓廠。我們還繼續(xù)投資建設(shè)在意大利米蘭阿格拉特新建的300mm模擬和功率晶圓廠。目前，我們正在投資提高產(chǎn)能，預(yù)計(jì)到2025年底達(dá)到設(shè)計(jì)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(zhàn)

8英寸+技術(shù)沉淀滿足車規(guī)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(dǎo)體將錨定哪些應(yīng)用市場(chǎng)？

意法半導(dǎo)體沐杰勵(lì)：意法半導(dǎo)體正在積極開發(fā)GaN業(yè)務(wù)，重點(diǎn)目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域包括AC-DC適配器和智能手機(jī)快充、服務(wù)器電源、電信基站、光儲(chǔ)充等工業(yè)應(yīng)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(dǎo)體沐杰勵(lì)：氮化鎵材料在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用由來(lái)已久，但在終端產(chǎn)品市場(chǎng)尚未廣泛應(yīng)用。采用該技術(shù)面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是，氮化鎵功率器件需要精確的驅(qū)動(dòng)信號(hào)才能正常工作，并提供最高的效率和性能，尤其是在高頻應(yīng)用中。

意法半導(dǎo)體解決了這個(gè)問(wèn)題，我們的方法是在一個(gè)系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）內(nèi)集成柵極驅(qū)動(dòng)器、控制器與氮化鎵功率管（例如，意法半導(dǎo)體的MasterGaN和 VIPerGaN產(chǎn)品系列），以優(yōu)化驅(qū)動(dòng)特性，最小化柵極驅(qū)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(yīng)。

行家說(shuō)三代半：目前，650V氮化鎵在充電頭等消費(fèi)類電子領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入了價(jià)格戰(zhàn)，貴公司會(huì)有哪些差異化市場(chǎng)路線？8英寸晶圓線能夠?yàn)橘F公司提供哪些方面的賦能？

意法半導(dǎo)體沐杰勵(lì)：我們承諾為客戶提供高品質(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。我們還與客戶合作開發(fā)定制化解決方案，滿足他們最終應(yīng)用的特定需求。此外，除了消費(fèi)類充電器/適配器應(yīng)用之外，新能源、電動(dòng)汽車和其他工業(yè)領(lǐng)域也存在應(yīng)用機(jī)會(huì)，但是這些領(lǐng)域?qū)Φ壖夹g(shù)的性能要求更高。

系統(tǒng)可靠性也是ST的一個(gè)戰(zhàn)略性專注點(diǎn)。200毫米晶圓生產(chǎn)線具有生產(chǎn)效率高的優(yōu)勢(shì)，有助于我們大幅提高產(chǎn)能，滿足市場(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(jí)氮化鎵產(chǎn)品方面，貴公司會(huì)有哪些規(guī)劃？有哪些應(yīng)用？

意法半導(dǎo)體沐杰勵(lì)：我們正在仔細(xì)研究橫向結(jié)構(gòu)1200V GaN晶體管是否適用于目前市場(chǎng)需求之外的未來(lái)應(yīng)用。驗(yàn)證器件性能和可靠性將是這些新的電壓級(jí)別器件開放路線圖的主線。

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(yīng)用？

意法半導(dǎo)體沐杰勵(lì)：雖然我們當(dāng)前的GaN產(chǎn)品組合側(cè)重于200V以上的應(yīng)用，但200V以下的器件已進(jìn)入我們的技術(shù)開發(fā)計(jì)劃中，主要用于高能效移動(dòng)設(shè)備充電器。

行家說(shuō)三代半：如何看待氮化鎵在汽車領(lǐng)域的市場(chǎng)機(jī)會(huì)？貴公司的氮化鎵會(huì)如何開拓汽車市場(chǎng)？

意法半導(dǎo)體沐杰勵(lì)：GaN對(duì)想要提高電驅(qū)系統(tǒng)能效的車企具有吸引力。我們的目標(biāo)是利用法國(guó)圖爾200mm晶圓廠和我們的電力電子技術(shù)沉淀，使我們的專有GaN晶體管產(chǎn)品能夠勝任車載充電機(jī)、直流/直流變換器（DC-DC），甚至電驅(qū)逆變器。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，我們相信GaN對(duì)于滿足汽車苛刻的綠色低碳和性能要求至關(guān)重要。