英飛凌程文濤：第三代半導(dǎo)體助力低碳互聯(lián)

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃晶晶）近日，在第九屆EEVIA年度中國(guó)電子ICT媒體論壇暨2021產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會(huì)上，英飛凌電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部市場(chǎng)總監(jiān)程文濤分享了主題為低碳互聯(lián)時(shí)代的第三代半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展演進(jìn)的演講。他提到在能源轉(zhuǎn)換效率的提升上面，第三代半導(dǎo)體起到關(guān)鍵作用，能夠有效推動(dòng)綠色能源、碳中和等目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

英飛凌電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部市場(chǎng)總監(jiān)程文濤

當(dāng)前，高能效解決方案對(duì)于促進(jìn)全球發(fā)展和滿足由此產(chǎn)生的能源需求越來(lái)越重要。電力將成為21世紀(jì)最重要的能量載體，英飛凌為電力產(chǎn)業(yè)鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)提供半導(dǎo)體，例如風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)力，輸電/儲(chǔ)能，提供穩(wěn)定高效供電，用電方面提供高效用電，增效節(jié)能的方案等。



英飛凌主要提供的產(chǎn)品包括IGBT模塊、SiC模塊、分立式功率器件、驅(qū)動(dòng)器IC、MCU、SiC MOSFET、SiC二極管、GaN HEMT等等。

程文濤介紹，英飛凌對(duì)于提高能效方面提供CoolSiC MOSFET和CoolGaN HEMT兩大品牌的產(chǎn)品。其中，CoolSiC MOSFET將功率密度和性能提升至新的高度，具有最高導(dǎo)熱系數(shù)，支持標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)器，可以實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單的拓?fù)洌С志o湊型設(shè)計(jì)方案。

CoolGaN HEMT能夠以最高開(kāi)關(guān)頻率工作，具有高能效和最高功率密度，真正零反向恢復(fù)電荷，可選芯片級(jí)集成，支持系統(tǒng)集成等特性。

程文濤表示，當(dāng)前，采用第三代半導(dǎo)體能夠提升器件的開(kāi)關(guān)頻率，有助于能源轉(zhuǎn)換，并且可以將體積做得更小，這一點(diǎn)在充電器上體現(xiàn)得非常突出。而第三代半導(dǎo)體由于它的禁帶寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硅，因此它做出來(lái)的器件的寄生參數(shù)特別小，從而提升效率。

另外，英飛凌的碳化硅采用溝槽式，這種結(jié)構(gòu)解決了大多數(shù)功率開(kāi)關(guān)器件可靠性的問(wèn)題?！艾F(xiàn)在用的大都是平面結(jié)構(gòu)，它難以在導(dǎo)通損耗和長(zhǎng)期可靠性上得到平衡。你給它加點(diǎn)電就能導(dǎo)通得非常徹底，那么它的門(mén)級(jí)就需要做得非常薄，這個(gè)很薄的門(mén)級(jí)結(jié)構(gòu)，在長(zhǎng)期運(yùn)行的時(shí)候，在大批量運(yùn)用的時(shí)候，就容易產(chǎn)生可靠性的問(wèn)題。如果你要把它的門(mén)級(jí)做的相對(duì)比較厚，就沒(méi)辦法充分利用溝道的導(dǎo)通性能，而溝槽的做法就能夠平衡這兩個(gè)問(wèn)題，這是英飛凌的碳化硅?！背涛臐f(shuō)道。





雖然第三代半導(dǎo)體的價(jià)格遠(yuǎn)高于硅基半導(dǎo)體，不過(guò)在規(guī)?；髢r(jià)格的問(wèn)題將迎刃而解。例如汽車(chē)應(yīng)用的碳化硅會(huì)放量上漲。當(dāng)前，2021年GaN和SiC的價(jià)格相似，但都明顯高于Si。由于規(guī)模經(jīng)濟(jì)、缺陷密度和產(chǎn)量提高，以及向新一代的技術(shù)升級(jí)，WBG的價(jià)格迅速下降，WBG器件的價(jià)值最初來(lái)自于性能提升；隨著價(jià)格下降，預(yù)計(jì)某些設(shè)計(jì)的系統(tǒng)成本將接近基于Si的設(shè)計(jì)。

在發(fā)電方面，到2025年，全球范圍內(nèi)，來(lái)自可再生能源的電力有望超過(guò)煤炭。如今，可再生能源發(fā)電成本已與燃煤發(fā)電成本持平。世界各國(guó)各行業(yè)要實(shí)現(xiàn)其二氧化碳減排目標(biāo)，離不開(kāi)可再生能源。英飛凌是排名第一的可再生能源發(fā)電用半導(dǎo)體供應(yīng)商。

在用電方面，數(shù)據(jù)中心是用電大戶。全球數(shù)據(jù)中心用電需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，使得數(shù)據(jù)中心需要提高能效。數(shù)據(jù)顯示，如果美國(guó)的每個(gè)數(shù)據(jù)中心都使用CoolGaN，那么每年可節(jié)電40億度，減排二氧化碳200萬(wàn)噸。

在歐洲，為服務(wù)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)產(chǎn)品供電和散熱消耗的電量，相當(dāng)于歐盟總耗電量的2%，預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到78億度電。英飛凌提供的解決方案可支持優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)性能強(qiáng)大的高效電源，同時(shí)大幅降低損耗并提高功率密度，從而降低散熱要求。



另外，5G的用電問(wèn)題也日益突出。5G要求重新規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)，以?xún)?yōu)化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施能耗。數(shù)據(jù)流量和處理這些數(shù)據(jù)所需的用電量迅猛增長(zhǎng)，使得基站運(yùn)營(yíng)商迫切需要節(jié)省電費(fèi)。英飛凌可為5G網(wǎng)絡(luò)提供完備的電源解決方案，實(shí)現(xiàn)獨(dú)一無(wú)二的系統(tǒng)級(jí)價(jià)值主張，涵蓋ACDC、DCDC、RFS。

英飛凌作為全球十大半導(dǎo)體公司之一，全球員工約46700名，致力于成為汽車(chē)電子、電源管理和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、安全互聯(lián)系統(tǒng)、無(wú)線組合、差異化存儲(chǔ)等領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。英飛凌已經(jīng)取得汽車(chē)電子、功率半導(dǎo)體全球排名第一、微控制器全球排名第三的市場(chǎng)地位。并將通過(guò)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品組合助力碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。