MAURIZIO DI PAOLO EMILIO:大家好,歡迎來到PowerUP的新劇集。今天,我們將討論碳化硅,下一波SiC制造,供應鏈和成本。SiC行業在許多市場都在增長。電動汽車市場正準備轉向SiC逆變器,正如特斯拉已經做的那樣。梅賽德斯-奔馳已將安森美碳化硅技術用于牽引逆變器,作為戰略合作的一部分。因此,SiC器件的范圍正得到廣泛認可,并為傳統IGBT提供了一種寬帶隙替代方案。隨著行業從內燃機轉向電動汽車,采用可以提高效率并提供更長續航里程和更快充電的新解決方案將在整個動力總成中帶來好處,設備制造商希望確保他們能夠獲得高質量的 SiC 基板來支持他們的客戶。此外,包括開關速度和成本在內的技術優勢仍然是重要的一點。此外,SiC的重要性促使許多公司審查和投資晶圓技術,以根據需求確定發展計劃。有幾種方法可以改善SiC器件的供應側。這些范圍包括使用更大直徑的單晶晶圓進行大規模制造,提高性能、缺陷率和良率。所有這些改進協同工作有助于滿足這些功率器件預計需求的指數級增長。在與安森美汽車牽引解決方案總監Pietro Scalia的播客中,我們將發現制造SiC解決方案的面貌,設計問題及其成本背后的塬因。讓我們和皮埃特羅談談。
MAURIZIO DI PAOLO EMILIO:大家好,歡迎收聽最新一集的PowerUP。今天,我們就來聊一聊碳化硅(碳化硅),SiC的下一波的製造、供應鏈和成本。SiC產業在許多市場都在成長中。正如特斯拉(Tesla)已在進行的,電動車(EV)市場正準備轉向SiC逆變器。賓士(Mercedes-Benz)也與安森美半導體(onsemi)策略合作,將其SiC技術用于牽引逆變器。因此,SiC元件的範圍得到了廣泛認可,并提供作為傳統IGBT的寬能隙替代品。隨著產業從內燃機轉向電動車,採用可提高效率并提供更長續航里程和更快充電速度的新解決方案,將為整個動力系統帶來好處,元件製造商也希望確保能夠獲得高品質的SiC基板以支持其客戶。包括開關速度和成本等技術優勢,仍然是重點之一。此外,SiC的重要性促使許多公司重新審視并投資晶圓技術,以定義符合需求的開發計劃。有幾種方法可以改善SiC元件的供應面,包括使用更大直徑的單晶晶圓擴展製造規模、改善性能、缺陷率和產量。結合這些改進之處將有助于滿足預期對這些功率元件需求的指數級成長。在這集podcast中,我們邀請到onsemi汽車牽引解決方案總監Pietro Scalia,一起探索SiC解決方案的製造階段、設計問題及其成本背后的塬因。讓我們和Pietro好好聊聊吧!
嗨,彼得羅。非常感謝您的到來。你好嗎?
嗨,彼得羅。謝謝您的參與。您好嗎?
彼得羅·斯卡利亞:很好,毛里齊奧。感謝您參加此次會議。
PIETRO SCALIA:我很好,Maurizio。謝謝您邀請我參加這集節目。
毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧:好的。所以今天,我們就來聊聊SiC,下一波SiC在制造、供應鏈、成本等方面。但在此之前,請告訴我們的電力電子社區更多關于您的信息。
MAURIZIO DI PAOLO EMILIO:好的。那么,今天我們就從製造、供應鏈、成本等方面來談談SiC、SiC的下一波。但在此之前,請跟我們的Power Electronics社群介紹更多關于您自己。
彼得羅·斯卡利亞:謝謝,毛里齊奧。所以比方說,我對權力并不陌生。現在已經有大約30年的時間在不同公司之間旅行了,我也想說跨越不同的技術。所以我當然從硅開始,跨越不同的應用,首先是電信,然后是云,這是非常大的,比方說,大趨勢。現在,這種新的汽車電氣化是一個非常令人興奮的旅程,我們最終將寬帶隙帶入一個不同的可用性狀態。推動這場額外的革命非常令人興奮,我相信這場革命才剛剛開始,但會鞏固。所以我在西門子開始了我的旅程,然后我在愛立信從事微電子工作,然后從意大利搬到德國和德州儀器。我之前曾在Wolfspeed工作過寬帶隙,最近兩年在安森美半導體工作,安森美半導體正在將汽車行業提升到一個新的水平。
PIETRO SCALIA:謝謝Maurizio。其實,電源領域對我來說并不陌生。在大約30年的職涯旅程中,我經歷過不同的公司,可以說也橫跨不同領域的技術。當然,我從硅晶開始接觸各種不同的應用,首先是電信,然后是云端,這些都是非常大的領域,或者可以說是大趨勢。現在,新的汽車電氣化是一個非常激動人心的旅程,我們最終將寬能隙帶入了一個不同的可利用狀況。推動這場無比的革命非常令人興奮,雖然才剛剛開始但我相信但它將會日益增強。我從加入西門子(Siemens)開始了我的職業生涯,接著在愛立信(Ericsson)從事微電子工作,然后從意大利搬到德國,后來到了德州儀器(Texas Instruments;TI)。在加入Wolfspeed之前曾經參與寬能隙團隊,最近這兩年加入了onsemi,致力于提升汽車產業到寬能隙領域的新境界。
MAURIZIO DI PAOLO EMILIO:因此,在制造器件之前,我們在SiC晶圓的生長和加工方面面臨著一些挑戰。所以我想了解更多。因此,讓我們了解SiC制造的主要步驟,主要階段,也許突出一些現在對創新有更強烈要求的點。那么SiC制造與硅制造有何不同呢?主要的碳化硅晶圓廠有哪些型號?
MAURIZIO DI PAOLO EMILIO:在製造元件之前,我們面臨著與SiC晶圓生長和製程相關的幾個挑戰。那么,我想進一步了解,哪些是SiC製造的主要步驟、主要階段,或許也能重點介紹一些目前對創新有更高要求之處。SiC製造與硅製造有何不同?以及有哪些主要的SiC晶圓製造模式?
PIETRO SCALIA:邀請觀眾參觀我們在哈德遜的設施將非常有趣。我們開始生產這種碳化硅。并且已經在觀察這些設備,你會看到硅的驚人差異。通常,我認為每個人都熟悉這種硅,它非常非常高。在SiC中,我們談論的基本上是英寸,需要數周才能開發出來。因此,從裸露的材料開始是一個更加困難的過程,即制造激光器的下一階段所需的包裝。所以這是一個溫度問題。因此,就能耗而言,這是一個非常繁重的過程,因為所需的溫度約為300 K。這是在特殊的爐子里制造的。安森美制造自己的熔爐。這一點也非常重要。我們在 2021 年收購的公司 GT Advanced 擁有大量 IP。他們從藍寶石開始,然后他們去了 SiC。兩者都非常,比方說,硬材料。碳化硅的硬度是另一點,對吧?我的意思是,只有鉆石基本上比這更硬。但是,當然,鉆石也會被消費。因此,在所有叁個主要步驟中,這是一個昂貴的過程。因此,正如我們所說,反向生產,然后是晶圓,這也與硅完全不同。我們可以多談一點,因為例如,onsemi,我們使用通過振動產生的裂縫傳播方式。然后第叁階段更標準。外延,比方說,在某種程度上是相似的。但在晶圓和外延之間,SiC的特點是缺陷。材料有幾處固有的缺陷,可以分類,文獻中也有很多文獻。但同樣非常重要的是,其中一些缺陷基本上是致命缺陷。因此,必須將它們從創建的晶圓中移除。這是一個非常密集的篩選活動,需要用晶圓級來完成,這意味著活動,這也是通過光學。這是與硅非常不同的內在新元素,也給整個過程的產量帶來了許多挑戰。
PIETRO SCALIA:如果有機會邀請觀眾來參觀我們在哈德遜(Hudson)的製造設施,將會更有意思。我們已經開始生產這種SiC了。如果您看過這些元件,就會知道它與硅的驚人差異。通常,我認為每個人都熟悉這種非常、非常高的硅。而在SiC,我們基本上談論的是英吋,這需要幾週的時間才能開發出來。因此,從裸材料開始就是一個更困難的過程,即創建雷射的下一階段所需要的封裝。所以這是溫度的問題。因此,以能源消耗而言,這是一個非常繁重的過程,因為所需的溫度約為300K。這是在特殊的熔爐中製造的。Onsemi自行製造熔爐,這也很重要。我們在2021年收購的公司GT Advanced,帶來了很多IP。他們從藍寶石起家,然后轉向SiC,這兩者都是非常堅硬的材料。SiC的硬度是另一個重點,對吧?我的意思是,基本上只有鉆石比它更硬。但當然,鉆石也會被消耗掉。因此,在所有叁個主要步驟中都是一個昂貴的過程。因此,正如我們所說,生產以及晶圓加工也與硅完全不同。這部份可以多談一點,因為,例如,在onsemi,我們使用振動產生的傳播裂縫方式。然后第叁階段則更標準。例如外延層,在某種程度上是相似的。但在晶片和外延之間,SiC的特殊之處在于缺陷。有幾種材料固有的缺陷,它們是可以分類的,這部份在文獻中有很多相關出版品。但同樣重要的是,其中一些缺陷基本上是致命缺陷。因此必須將它們從創建的晶圓中移除。這是一項非常密集的篩選,需要在晶圓級進行,這意味著活動也是透過光學進行的。這是內在固有的新元素,與硅截然不同,對整個製程的良率也提出了很多挑戰。
毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧:讓我們煺后一步。讓我們了解導致超過25年投資的SiC的主要屬性是什么。因為對這項技術有很多投資。在這些發展過程中,除了RDS(on)的改進外,我們還看到了非常具體的導通電阻的進一步降低,傳導損耗也降低了。具有相同芯片面積的器件的傳導損耗。在電動汽車中使用SiC肯定可以獲得多少性能,但在能源趨勢中也是如此?
MAURIZIO DI PAOLO EMILIO:讓我們煺后一步來看。首先來了解這種引領超過25年投資的SiC,其主要屬性是什么。畢竟在這項技術上有著很多的投資。在這些發展過程中,除了改善了RDS(on),我們還看到非常特定的導通電阻進一步降低,具有相同晶片面積的元件傳導損耗也降低了。在EV中使用SiC可以提升多少性能是確定的,而在能源領域也有這樣的趨勢嗎?
PIETRO SCALIA:我認為你提到的這兩個領域正好是我們看到最大規模采用的領域。我認為,如果我們談論能源生產和儲存,如果我們談論汽車,情況會非常不同。讓我用一些數字進入汽車領域。當然,我們使用SiC,從車載充電器開始,到DC / DC,再到AB牽引。通常,效率的提高非常顯著。所以我們談論幾個單位和時間給出高達 7%。但是在故事的最后,特別是為了牽引力,它是關于范圍的。因此,如果我們開始比較基本基于IGBP的解決方案和基于SiC的解決方案,我們就能夠擴展車輛可以行駛的公里數。因此,我們每天都在一級和 OEM 中進行此練習,甚至減少 10%。當然,這取決于模型的力量。但現在 SiC 將提供高達 325、350 kW 的型號。節省是巨大的。你看到兩個電機。你可以看到每個機翼一個電機。有時您甚至可以看到叁個電機合二為一。當然,所有這些功率都需要最佳效率;否則,這是對能源的極大浪費。
PIETRO SCALIA:我認為你提到的這兩個領域正是我們看到最大規模採用的領域。我認為,如果我們談論能源生產和儲存,這與談論汽車是非常不同的。讓我們用一些數字來看汽車。當然,我們使用SiC,例如從車載充電器(OBC)開始使用,到DC/DC,再到AB循跡控制。一般來說,效率的提升是非常顯著的。因此,我們談論最多7%的幾個單位和時間,而到最后,特別是對于循跡控制,它跟續航里程是有關的。因此,如果我們開始比較基于IGBP的解決方案和基于SiC的解決方案,就能夠延長車輛的行駛里程。因此,我們每天都在和一線(Tier 1)供應商和塬始設備製造商(OEM)中進行演練,即使是10%。當然,這取決于電源的類型。但現在,SiC將提供高達325、350kW的供電模型。在節能省電方面是巨大的。你看到它有兩個馬達,每個機翼都有一個馬達。有時您甚至可以看到叁個馬達合而為一。當然,所有這些電源都需要最高效率;否則,這是能源的一種巨大浪費。
MAURIZIO DI PAOLO EMILIO:展望未來,目標將是開發擴大這些設備應用的技術。降低成本是必須的。如何更快地降低碳化硅片價格?200-mm基板的下一步意味著什么?因此,SiC器件主要在150毫米基板上開發,并且有一個升級應該提供重要的優勢。那么我們什么時候才能看到這些優勢呢?你覺得怎么樣?
MAURIZIO DI PAOLO EMILIO:展望未來,目標將是開發技術以擴大這些元件的應用。降低成本勢在必行。SiC晶圓如何更快降價?200毫米(mm)基板的下一步意味著什么?還有,SiC元件主要在150-mm基板上開發,而且還帶來可提供重要的優勢的一次升級。那么,什么時候才能看到這些優勢呢?您怎么看?
彼得羅·斯卡利亞:我認為我們需要考慮叁個因素。首先,讓我們分為兩類。一是市場需求更多,這當然會產生最后的價格。第二個更具技術性。因此,讓我們首先快速了解市場需求。顯然,今天討論了無能為力的問題。所以所有球員,六名球員,我們都在市場上。沒有足夠的能力來滿足岳父的全部需求。這種情況正在迅速改變。顯然,生產投資非常高。安森美去年正式宣布投資9%,現在甚至將投入15%,大部分投入SiC。有趣的是,即使這個數字在增長,投資者對我們的股票感到滿意,因為顯然他們認為這項投資是值得的,并將為公司帶來收入和利潤。因此,市場需求在某個時候會得到更好的滿足,并且肯定會在本十年中期之后看到這種意義上的改善。現在,稀缺性顯然將價格帶到了更高的水平。
PIETRO SCALIA:我認為這需要考慮叁個要素。首先,讓我們分為兩類來看,其一是更多的市場需求,這當然會在最后產生價格。其次是更具技術性。因此,讓我們首先快速了解市場需求。顯然地,今天討論的是產能不足。所以,所有的六家參與業者,都在市場上。然后,并沒有足夠的產能來滿足整個需求。這正在迅速改變中。很顯然地,生產投資非常高。Onsemi去年正式宣佈9%的投資,如今甚至要做到15%的投資,大部份都會投向SiC。有趣的是,即使這個數字在成長,投資者對我們的股票感到滿意,因為他們顯然相信這項投資是值得的,而且將會為公司帶來營收和利潤。因此,市場需求在某個時候會得到更好的滿足,在這個十年中期之后,我們肯定會看到在這方面的改善。目前,由于稀缺顯然將價格推高了。
如果我們在技術方面,讓我們關注兩個要素。第一個是儀表,對,正如你所討論的。我想聽聽我喜歡它花了多長時間,就像在硅中一樣,從一個步驟移動到另一個步驟。再一次,寬帶隙,你可以看到這個加速度非常寬。所以 200 毫米現在肯定在開發中,至少我可以談論 onsemi。我們的首席執行官一直在股票分析師會議上宣布這一點。我們將在 2025 年基本開始生產。我們已經擁有GT Advanced在收購時已經擁有的材料。當然,現在將其擴展到數量需要一些時間,因為挑戰仍然存在,對吧?我們談到了缺陷。缺陷有時非常密集地進入晶圓邊緣。所以當然,你不想擴大規模,然后發現你的產量有很多缺陷。這是不可持續的。所以收益率決定價格,對吧?
如果我們繼續看技術方面,讓我們關注于兩項要素。第一個是儀表,就像你所討論的。我想知道從這一步到另一步需要多長時間,就像在硅一樣。再次強調,寬能隙,你會看到這種加速非常寬。所以,200mm現在當然已在進行中,至少我可以談onsemi的情況。我們的執行長已在股票分析師會議上宣佈了這一點。基本上,我們將在2025年開始量產。我們在收購GT Advanced時取得了其所擁有的材料。現在,當然,將這個量擴大會需要一些時間,因為挑戰仍然存在,對吧?接著來談談缺陷。缺陷有時會非常密集地進入晶圓的邊緣。所以當然,你不想擴大規模后才發現你的產量中有很多缺陷。那是不可持續的。所以,產量決定價格,對嗎?
現在我介紹第叁點。我認為這也是定價的一個非常關鍵的因素。今天,我們都試圖生產至少中等產量,超過70%的數字是更好的數字,可能會有更好的數字。這一切都取決于模具的大小。讓我們假設今天的25 mm2是一種市場標準,愿意在我之前說過的那個領域。因此,一旦增加晶圓尺寸,該產量就不會降低。實際上,八英寸應該具有相似的產量。因此,這是一個行動唿吁和一個挑戰。
接著介紹第叁點。我認為這也是定價的一個非常關鍵因素。今天,我們都試圖產生至少中等產量,超過70%產量是更好的數字,也可能會有更好的數字。這一切也取決于晶片的尺寸。讓我們假設今天的25mm2是一種市場標準,愿意在我之前說過的那個區域。所以當你增加晶圓尺寸時,這個產量不應該下降。實際上,8吋晶圓的產量應該差不多。因此,這是一項行動唿吁也是一項挑戰。
我認為另一方面,讓我們也談談技術。所以幾年前誰開始市場基本上是過去,他們開始平面。安森美也開始平面。我們已經跨越了不同的世代。我們現在是第四代。平面提供了保護結構門的很多可能性,因為這是其可靠性的關鍵要素之一。SiC具有非常高的能量密度,近距離和高電壓密度。關閉您需要保護的大門。在溝槽結構中做到這一點非常困難。那么影響是什么呢?其他競爭對手已經決定很快去挖溝,但他們在活動面積方面付出了代價。有源區域是您用于傳導的 SiC 區域。當然,當您想為 25-mm2 SiC 付費時,您希望擁有幾乎 100%。假設一個現實的數字在 80% 到 90% 之間,甚至可能更高。過去用戰壕做到這一點幾乎是不可能的。因此,如果你分析一些競爭死亡,你會發現一個非常低的活動區域,今天可以做一些不同的事情,因為與此同時,該技術基本上實現了走溝的可能性。
另一方面,讓我們也談談技術。幾年前開始做市場的基本上都是過去了,他們做的是平面的。Onsemi也開始平面化。我們已經跨越不同的平面世代發展,現在來到第四代。平面提供了許多保護結構閘極的可能性,因為這是其可靠性的關鍵要素之一。SiC具有非常高的能量密度,封閉且高電壓密度。它能封閉您需要保護的閘。在溝槽結構中做到這一點非常困難。那么影響是什么?其他競爭者已決定很快採用溝槽結構,但其代價是主動區域。主動區域是您用于傳導的SiC區域。當然,當你想採用25mm2SiC時,幾乎可達到100%。假設一個現實的數字在80%到90%之間,甚至可能更高。而在過去用溝槽做到這一點幾乎是不可能的。所以如果你分析一些競爭晶片,你會發現一個非常低的主動區域,而今我們以做一些不同的事了,因為與此同時,該技術基本上可以實現溝槽的可能性。
溝槽,就像硅一樣,絕對是增加密度的明顯方法,當然也可以實現更好的價格。那么我們在市場上看到了什么?安森美已經宣布M4將是戰壕,我認為其他計劃好的競爭對手可能也在做同樣的事情。所以市場正在轉向溝槽,因為今天我們仍然可以在90%使用溝槽的活躍區域。這是一場巨大的革命。因此,要走上這條很長的道路,我想我想強調的是,有一個成分給了市場。所以市場容量可用性。第二個元素,絕對是 8 英寸到位。第叁個要素,即在不過度降低有效面積比例的情況下從平面到溝槽的技術轉變,因為我們現在無論如何都有辦法保護閘門并使技術更加強大。這當然是專有技術。我無法過多地解釋我們如何做到這一點。
如同硅一樣,溝槽絕對是增加密度的明顯方式,當然也能帶來更好的價格。那么我們在市場上看到了什么?Onsemi已經宣布M4將採用溝槽結構,我認為其他採用平面型結構的競爭對手可能也在做同樣的事情。所以市場正在轉向溝槽,因為今天我們採用溝槽結構仍然可以擁有90%的主動區域。這是一場大革命。因此,為了走上這條漫長的道路,我想強調市場有這樣一個組成元素。所以市場還有一定的產能可用。第二個元素絕對是8吋晶片到位。第叁個要素則是從平面到溝槽的技術過渡,但不會過度降低主動區域的比例,因為我們現在有辦法保護閘極并使技術更加穩健。這當然是專有技術。我無法解釋太多我們如何實現。
MAURIZIO DI PAOLO EMILIO:讓我們談談另一個大話題:可靠性。因此,在可靠性方面,柵極氧化層可靠性,閾值電壓不穩定性等在過去幾年中得到了研究。也許柵極氧化物將是最重要的。所以告訴我你的想法。因為柵極氧化層的質量決定了SiC器件的壽命、工作壽命。那么你的考慮是什么?
MAURIZIO DI PAOLO EMILIO:讓我們談談另一個重要話題:可靠性。在可靠性方面,過去幾年來一直在研究閘氧化層的可靠性、閾值電壓不穩定性等。也許閘極氧化物將是最重要的。所以,告訴我們你的看法,因為閘氧化層品質決定了SiC元件的壽命、工作壽命。那么,您的考慮是什么?
彼得羅·斯卡利亞:是的,絕對正確,毛里齊奧。所以大門絕對是這里的關鍵部分,對吧?我的意思是,至少進入 DPH 意味著至少進入 RDS 關閉,對吧?正如你在開始時所說,降低比阻力是我們的目標之一。所以今天,這項技術在175°C的高溫下,每平方厘米500萬個。我們正在走下去,走下來。但同樣,VTH需要超級穩定。這又是我之前介紹的概念的一部分,關于如何保護您的柵極免受高壓影響,如何保護高磁場,并且有一些技術可以使我們成為可能。實際上,安森美為擁有超級穩定的BTH而感到自豪。目前,AQG324已經進行了一些測試,甚至使用了動態柵極偏置,這些測試對放置SiC芯片的模塊施加了壓力,這些模塊可能是為了響應這些特性而設置的。我們不得不說,JEDEC做得很好,這當然要歸功于行業和半導體行業的貢獻。我們正在快速行動。我想五年前,我們認為SiC在穩健性方面還不成熟。今天,我們認為相反,因為我們確實有很多時間在實地工作。老實說,信心水平增加了很多。我們很少有失敗,坦率地說,它可以比較。IGBT領域的故障比我今天在硬質合金中看到的還要多。
PIETRO SCALIA:是的,Maurizio,完全正確。所以閘極絕對是這裡的關鍵部份,對吧?我的意思是,至少進入DPH系列意味著至少進入RDS(off),對嗎?正如您一開始所說,降低特定電阻是我們的目標之一。所以今天,這項技術在175?C的高溫下可以達到每平方公分500萬個。我們正在走下坡路。但同樣地,VTH需要超級穩定。再次強調,這就是我之前介紹關于如何保護閘極免受高壓、如何保護高場的概念之一部份,而且也有了一些技術可以幫助我們。實際上,onsemi非常自豪能夠擁有一個超級穩定的BTH。如今,已經有一些測試採用AQG324進行了,例如動態閘極偏置,這些測試對放置SiC晶片的模組施加壓力,這些模組可能是為了響應這些特性而放置的。我們不得不說JEDEC做得很好,這當然要感謝來自產業和半導體產業的貢獻。我們正在快速進展中。五年前,我們認為SiC在穩健性方面還不成熟。今天我們的想法恰恰相反,因為事實上,我們在這個領域有很多時間。老實說,信心水平提高了很多。我們很少會有失敗,坦地說,它也經得起比較。你在IGBT領域的失敗比我今天在碳化物中看到的還要多。
而半導體制造和封裝的方法肯定應該發揮,在器件可靠性方面也起著重要作用?供應鏈呢?
MAURIZIO DI PAOLO EMILIO:讓我們繼續談談供應鏈。盡可能以垂直整合為目標的供應鏈非常重要。晶圓(包括晶圓和元件)的供應鏈產能當然需要增加,而且晶圓的成本也必須降下來。那么,該技術正在尋求哪些改善之處,以及半導體製造和封裝的方法應該發揮什么作用?還有在元件可靠性方面也起著重要作用?至于供應鏈呢?
PIETRO SCALIA:所以當然,假設降價總是一個微妙的話題,對吧?它涉及采購,沒有圖形很難放。但我要說的是,如果我們給出一個特定的阻力常數,對,我們將看到成本下降。這是毫無疑問的。當然,請求來了,因為一旦您的技術得到改進,您也希望看到RSP下降。所以也許在這一點上,謹慎的價格變得平坦。所以我可以說,我們今天擁有的載體,一個是向更大的方面移動。第二個是降低音高。我們現在在幾微米的范圍內,絕對可以朝著市場需求的方向發展。進入供應鏈對于控制所有步驟是絕對必要的。通過收購GT Advanced,我們已經完成了這一步。這是一項巨大的投資,但極具戰略意義,因為您需要控制整個流程來控制容量。今天,當客戶遇到新機會時,我們會控制產能。容量不夠,對吧?你肯定需要投入投資,只有當你控制了整個供應鏈時,你才能做到。客戶,塬始設備制造商,一級,很高興知道他們的供應受到控制,不是由兩叁方控制,而是由一方控制,對吧?他們簽署協議,通常是戰略性的,長期的,五年,十年,對吧?因為人們想要保護材料以確保他們可以交付切割。在 Covid 期間,我們協助解決了市場上這場非常瘋狂的交付危機。當我們用電氣模型替換IC模型時,沒有人希望看到這樣的事情。所以供應鏈是一個非常關鍵的點。以非常負責任的方式確保客戶產能的唯一方法是擁有整個步驟,因此擁有滾球創造,擁有晶圓,了解外延,如果我們談論功率模型以及擁有生產的kackend部分。
PIETRO SCALIA:當然,降價始終是一個微妙的話題,對吧?它涉及採購,沒有圖表也很難定價。但是,我認為,如果我們給出一個特定的電阻常數,我們就會看到成本下降。這是無庸置疑旳。當然,要求出現了,因為一旦您的技術得以改善,您也希望看到RSP下降。因此,也許到那時,審慎的價格會變得持平。所以我可以說今天所擁有的向量之一是向更大的方向移動。其次是縮小間距。我們現在處于幾微毫米的範圍內,絕對可以使趨勢朝著市場需求的方向發展。進入供應鏈對于控制所有步驟是絕對必要的。隨著GT Advanced的收購,我們已經完成了這一步。這是一項巨大的投資,但極具策略意義,因為您需要控制整個流程以控制容量。今天,當客戶帶來新機會時,我們會控制產能。產能不夠吧?你一定要投資,而且只有當你控制了整個供應鏈,才能達到目標。客戶、OEM、Tier 1供應商很高興知道他們的供應受到控制,并不是由兩方或叁方控制,而是由一方控制,對吧?他們簽署協議,通常是策略性的、長期的、五年、十年的協議,對嗎?因為人們想要確保材料以確保他們能夠交付。在COVID期間,我們協助解決了這場非常瘋狂的市場交付危機。當我們用電氣模型替換IC模型時,沒有人希望看到這樣的事情。所以供應鍊是一個非常關鍵的點。以對客戶非常負責任的方式確保產能的唯一方法是擁有整個步驟,因此擁有晶圓製造、擁有晶片、了解外延,如果我們談論功率模型以及擁有后端部分 的生產。
MAURIZIO DI PAOLO EMILIO:在我最后一個問題之前,我想和你談談包裝。因此,寬帶隙器件,我的意思是,GaN和SiC肯定會保證更高的工作溫度和更高的效率。這是眾所周知的。但是,設計人員在將這些器件設計到系統中時需要考慮一些熱管理問題。您如何看待功率密度增加的熱管理需求對工藝和封裝技術的未來發展有何影響?您對這些包裝技術的戰略是什么?
MAURIZIO DI PAOLO EMILIO:在我最后一個問題之前,我想和你談談封裝。所以,寬能隙元件,我的意思是,GaN和SiC肯定會承諾更高的工作溫度和更高的效率。這是眾所周知的。但是,在將這些元件設計到系統時,設計人員需要考慮熱管理問題。您如何看待隨著功率密度增加而影響製程和封裝技術未來發展的熱管理需求?您對這些封裝技術的策略是什么?
PIETRO SCALIA:所以我們之前說過,對,為了降低價格,提高性能,我們也在減少芯片的間距。模具變得越來越密集,這意味著許多作品被限制在非常有限的空間內。所以我們知道SiC當然可以在更高的溫度下抵抗,這是一個很大的熱阻。但是我們需要從一個非常小的空間中消散。所以包需要幫助。從這個意義上說,有不同的技術。但是讓我說,今天的模具燒結是強制性的,讓我說最先進的,你必須在市場上擁有。這是頂部和底部。我們有所謂的STM。這是一個評估,是焊接頂部,焊接/燒結頂部金屬和底部金屬。因此,我們可以在兩個方向上燒結骰子,我認為這是必不可少的。這也使您能夠在模塊內部具有各向同性耗散。該模型還需要配備材料,絕對可以在高達 200 度的結下工作,因為同樣,SiC 可以輕松地將其范圍擴展到硅以上,傳統上硅僅限于 175。但是轉移模式的環氧樹脂需要出現。夾子也非常具有戰略意義,可以提取熱量。正如我所說,它們可以燒結。他們可以焊接。機械結構對于傳播熱量也非常重要,因為電流,通常這些是有多個芯片和功率的應用。電流需要以非常均勻的方式流動。因此,您需要非常確定電源模塊內部具有良好的均流。這不僅是由于芯片的特性,還由于封裝的特性。關于芯片,我們沒有說一些事情,這一點也很重要,要記住,芯片需要變得更智能,從某種意義上說,它需要包括一些功能,當然是溫度監控,還有電流監控。這就是您可以在模型中擁有更多智能的地方。您不僅可以監控電壓,我們所說的溫度,這是非常傳統的,還可以監控電流,以嘗試了解是否存在危險的溫差。溫度需要均勻,電流當然是一個很好的表示。如果您控制電流和電壓,您確實可以在該點測量功率。我們在裸片的路線圖和實現中都有這個,現在這與電源模塊路線圖相結合。
PIETRO SCALIA:我們之前說過,為了降低價格、提高性能,我們也在縮減晶片的間距。晶片越來越密集,意味著很多功能都被限制在一個非常有限的空間中。所以我們知道,SiC當然可以抵抗更高的溫度,而且是一個很好的熱阻。但是我們必須從一個很小的空間中散熱。所以必須藉由封裝的幫忙。從這方面來說,有幾種不同的技術。但是,我認為當今的晶片燒結是強制性的,讓我談談市場上必須擁有的先進技術。這包括頂部和底部。我們有所謂的STM。這是對于焊接頂部、焊接/燒結頂部金屬和底部金屬的評估。所以我們可以在兩個方向上燒結晶片,而且我認為這是必不可少的。這也讓您能在晶片內部實現各向同性耗散。
該模型還需要配備材料,絕對可以在高達 200 度的結下工作,因為同樣,SiC 可以輕松地將其范圍擴展到硅以上,傳統上硅僅限于 175。但是轉移模式的環氧樹脂需要出現。夾子也非常具有戰略意義,可以提取熱量。正如我所說,它們可以燒結。他們可以焊接。機械結構對于傳播熱量也非常重要,因為電流,通常這些是有多個芯片和功率的應用。電流需要以非常均勻的方式流動。因此,您需要非常確定電源模塊內部具有良好的均流。這不僅是由于芯片的特性,還由于封裝的特性。關于芯片,我們沒有說一些事情,這一點也很重要,要記住,芯片需要變得更智能,從某種意義上說,它需要包括一些功能,當然是溫度監控,還有電流監控。這就是您可以在模型中擁有更多智能的地方。您不僅可以監控電壓,我們所說的溫度,這是非常傳統的,還可以監控電流,以嘗試了解是否存在危險的溫差。溫度需要均勻,電流當然是一個很好的表示。如果您控制電流和電壓,您確實可以在該點測量功率。我們在裸片的路線圖和實現中都有這個,現在這與電源模塊路線圖相結合。
該模型還需要材料,絕對可以在高達200度的接面運行,因為SiC可以輕鬆地將其範圍擴展到傳統上限制在175度的硅之上。但是轉移模式的外延層需要一起來進行。這些夾子也非常具有策略意義,可以提取熱量。正如我所說的,它們可以被燒結,可以焊接。機械對于傳播熱量也非常重要,因為電流,通常這些是您擁有多個晶片和電源的應用。電流需要以非常均勻的方式流動。所以你需要非常確定電源模組內部有良好的電流共享。發生這種情況不僅是由于晶片的特性,還由于封裝的特性。關于磊晶,我們并未提及,但同樣重要的是要記住,晶片需要變得更加智慧,因為它需要包含一些功能,當然還有溫度監控和電流監控。這就是您可以在模型中擁有更多智慧之處。您不僅可以監控我們所說的非常傳統的電壓、溫度,還可以監控電流,嘗試了解是否存在危險的溫差。溫度需要均勻,電流當然是一個很好的代表。如果你控制電流和電壓,真的可以在那個點測量功率。這已在我們的藍圖中并實施了Bare die,而這與電源模組發展藍圖相結合。
MAURIZIO DI PAOLO EMILIO:最后,Pietro,你關于SiC的下一個項目是什么?因此,SiC以及GaN可以為創建下一代智能電網做出貢獻,以解決能源問題,特別是談論電動汽車。那么等待我們的未來是什么?但特別是,從長遠來看,您認為基于SiC的功率器件應該如何發展以滿足下一個更嚴格的行業要求?
MAURIZIO DI PAOLO EMILIO:總而言之,Pietro,關于SiC,您的下一項專案是什么?還有,SiC和GaN都可以為創建下一代智慧電網做出貢獻,以解決能源問題,尤其是電動車。那么,等待著我們的未來是什么?特別是,從長遠來看,您認為基于SiC的功率元件應該如何發展才能滿足下一個更嚴格的產業要求?
彼得羅·斯卡利亞:我認為我們必須誠實,對吧?這十年,仍然是IGBT和硅用于這種高功率應用的十年。另一方面,SiC將從2025年開始主導業務。現在還談到寬帶隙,包括GaN,我們清楚地看到,在能量和前端高達60°C的GaN,我們將有一個非常好的增長,即使今天遠遠落后于SiC。在高壓下,很明顯,帶有電池的應用是800 V.SiC將是王者,現在即使在低功率下也在普及,因為IGBT并沒有真正付出很大的代價,相同功率所需的IGBT面積比SiC甚至高于叁。有時有一個神奇的數字,采購確實介意SiC比IGBT貴叁倍。所以IGBT沒有支付賬單。因此,在故事的最后,即使在非常低的功率下,SiC的入侵也低于150 kW,而且我們在不同的型號中看到的肯定會達到350 kW。因此,我認為我們面前是十年中非常令人興奮的下半年。在接下來的幾年里,仍然要與產能作斗爭。每個人都在大量投資。同樣,安森美半導體基本上正在建立捷克共和國羅茲諾夫的雙重產能。今年,我們擴建了五倍于翰德的設施,用于生產大部分碳化硅滾球。當然,[Epi]在那里投資總是很重要,因為交貨時間非常重要。因此,未來兩叁年我們在市場上的產能有限,但我認為從2025年開始,SiC將無處不在。我認為在我們面前,我們有一個非常好的十年來發展這項令人興奮的技術。
PIETRO SCALIA:我想這必須老實說,對嗎?在接下來的十年,對于這種高功率應用來說,仍然是IGBT和硅的十年。另一方面,從2025年開始,SiC將開始主導業務。現在還談到寬能隙,包括GaN,我們清楚地看到,在能源以及高達60°C的GaN前端,我們將會看到非常好的成長,即使今天遠遠落后于SiC。在高電壓下,很明顯電池的應用是800V。SiC將成為王者,現在即使在低功率下,它也正在普及中,因為IGBT并沒有真正付出巨大的代價,同樣需要IGBT的面積比相同功率的SiC還要高。有時會有一個神奇的數字,採購上確實介意SiC比IGBT貴叁倍。所以,IGBT并未買單。而發展到最后,SiC正在侵入150kW以下,即使是在非常低的功率下,它肯定會達到350kW,我們在不同的模型中看到了這一點。所以我們面前擺著我認為十年中非常激動人心的第二部份。未來幾年仍將與產能作斗爭。每個人都在大量投資。同樣地,onsemi基本上在捷克共和國建設Roznov的雙重產能。今年,我們將Hudson的大部份SiC 晶錠設施擴大了五倍。當然,[Epi]在那裡投資總是很重要的,因為交貨時間非常重要。所以我們在市場上未來兩叁年的產能是有限的,但是我認為從2025年開始,SiC將會無處不在。而且我認為在我們面前,在這項令人興奮的技術的發展方面經歷了非常美好的十年。
毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧:太好了。非常感謝你,彼得羅。非常感謝您在PowerUP的支持。謝謝。
MAURIZIO DI PAOLO EMILIO:太棒了。非常感謝,Pietro。非常感謝您對PowerUP的支持。謝謝你。
彼得羅·斯卡利亞:非常感謝你,毛里齊奧。再次感謝您成為您的客人。
PIETRO SCALIA:非常感謝,Maurizio。再次感謝您的邀請。
毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧:謝謝你,彼得羅。因此,即使在非常低的功率下,SiC的入侵功率也低于160 kW,而且我們在不同的型號中看到的功率肯定會達到250 kW。可以肯定的是,正如Pietro所說,200毫米現在正在生產中,安森美半導體將在2025年基本開始生產。他們發展了不同的世代。它們處于第四代,很有可能保護結構門,這是可靠性的關鍵要素之一。置信度提高了很多。正如Pietro所說,我們很少有失敗,在我們面前,我們有一個非常好的十年來發展這項令人興奮的技術。
MAURIZIO DI PAOLO EMILIO:謝謝Pietro。因此,SiC正在涌入160kW以下,即使是在非常低功率,它肯定會達到我們在不同模式中看到的250kW。當然,正如Pietro所說的,200mm如今正在進行中,而基本上,onsemi將在2025年開始量產。他們已經開發了不同世代的產品,如今也來到第四代了,對于可靠性關鍵要素之一的結構閘可望帶來更大的保護能力,同時也提升了信心程度。正如Pietro所說的:「我們很少很少會失敗」,因此,展現在我們面前的,我們將看到這項令人興奮的技術成就極其美好的十年發展。
編輯:黃飛
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