英飛凌憑借CoolSiC MOSFET G2技術(shù)，再度突破極限，實(shí)現(xiàn)更高效率、更低功耗，這也使英飛凌在日益發(fā)展且競(jìng)爭(zhēng)激烈的碳化硅市場(chǎng)，屹立于創(chuàng)新浪潮之巔。在過(guò)去三年，碳化硅市場(chǎng)經(jīng)歷了蓬勃發(fā)展，特別是在全球能源轉(zhuǎn)型相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域，例如，光伏、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施。英飛凌CoolSiC產(chǎn)品系列在這些領(lǐng)域大有可為。

Q

CoolSiC MOSFET是被許多應(yīng)用所青睞的功率半導(dǎo)體。以電動(dòng)汽車(chē)充電站為例，CoolSiC MOSFET將來(lái)自電網(wǎng)的電力轉(zhuǎn)換為汽車(chē)電池的電能——而且損耗水平明顯低于任何形式的硅基產(chǎn)品。請(qǐng)問(wèn)CoolSiC MOSFET G2與上一代產(chǎn)品相比，在這方面有什么優(yōu)勢(shì)？

A

英飛凌：憑借CoolSiC MOSFET G2技術(shù)，我們?cè)俅卧诮档凸姆矫嫒〉昧司薮笸黄啤＠纾痈咝У腉2芯片與更為先進(jìn)的封裝技術(shù)相結(jié)合，可以將電動(dòng)汽車(chē)快速充電站的功率損耗比上一代產(chǎn)品降低10%。CoolSiC MOSFET G2在光伏、儲(chǔ)能、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和工業(yè)電源等其他應(yīng)用領(lǐng)域，也具有類(lèi)似的優(yōu)勢(shì)。

Q

具體來(lái)說(shuō)這意味著什么？能舉例說(shuō)明嗎？

A

英飛凌：我們從碳化硅的通用優(yōu)勢(shì)講起。與硅基產(chǎn)品相比，碳化硅可將快速充電站的效率提升2%。這可能聽(tīng)起來(lái)算不了什么，但實(shí)際上，其節(jié)能效果非常顯著。這種進(jìn)步將能革新快速充電器的設(shè)計(jì)，與硅基解決方案相比，將充電時(shí)間縮短25%左右。此外，它還能節(jié)約大量能源。如果為1000萬(wàn)輛汽車(chē)充電，每年就能節(jié)省600 GWh的電量，從而避免20多萬(wàn)噸二氧化碳的排放，換言之，可以在不增加能源消耗的情況下，為另外20萬(wàn)輛汽車(chē)充電。如今借助我們的CoolSiC MOSFET G2，我們有望將效率再提高0.3%，這意味著，每為1000萬(wàn)輛汽車(chē)充電，每年還能額外節(jié)省大約90 GWh的電量。

Q

CoolSiC MOSFET G2還具有哪些優(yōu)勢(shì)？

A

英飛凌：與硅基產(chǎn)品相比，碳化硅的主要優(yōu)勢(shì)不僅體現(xiàn)在功率損耗方面，還體現(xiàn)在功率密度上。在能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，碳化硅器件的開(kāi)關(guān)頻率是最好的硅基產(chǎn)品的三倍，有時(shí)甚至更快。因此，系統(tǒng)可以使用更加小巧的磁性元件，從而大幅縮小系統(tǒng)的尺寸，減輕系統(tǒng)的重量。由于使用了更少的材料，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更加緊湊，這不僅節(jié)約了成本，也更加環(huán)保。借助CoolSiC MOSFET G2，我們還能大幅提高單個(gè)MOSFET產(chǎn)品的功率上限，相比上一代產(chǎn)品，最高可提高60%，具體取決于使用的封裝類(lèi)型。此外，我們還采用了優(yōu)異的.XT技術(shù)，用于將芯片粘合到封裝上。這種技術(shù)將芯片的瞬態(tài)熱阻降低了25%甚至更高。與傳統(tǒng)的鍵合技術(shù)相比，.XT技術(shù)將芯片性能提高了15%，并其使用壽命延長(zhǎng)了80%。這使得我們?cè)诜至⑵骷湍K產(chǎn)品市場(chǎng)上都具備了實(shí)實(shí)在在的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

Q

英飛凌客戶能否輕松地從老一代產(chǎn)品過(guò)渡到新一代產(chǎn)品呢？還是說(shuō)，他們必須對(duì)設(shè)計(jì)做出大幅變動(dòng)？

A

英飛凌：我們?cè)谝?guī)劃CoolSiC MOSFET G2時(shí)，除了確保為客戶大幅提升性價(jià)比之外，還確保從設(shè)計(jì)的角度，能夠輕松快速地從上一代產(chǎn)品過(guò)渡到新一代產(chǎn)品。CoolSiC MOSFET G2的另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)在于它更加堅(jiān)固耐用。作為1200V電壓等級(jí)功率器件的特性之一，CoolSiC MOSFET G2的最大工作結(jié)溫從過(guò)去的175攝氏度提高到了200攝氏度，這意味著客戶有了更大的靈活性，可以在過(guò)載條件下進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。這是上一代產(chǎn)品所不能做到的。

Q

CoolSiC MOSFET G2最有前景的應(yīng)用是什么？

A

英飛凌：過(guò)去三年中，碳化硅市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，為CoolSiC MOSFET G2開(kāi)辟了廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，包括工業(yè)、光伏、儲(chǔ)能，以及電動(dòng)汽車(chē)充電領(lǐng)域。CoolSiC MOSFET G2有望開(kāi)辟全新的應(yīng)用領(lǐng)域。在新一代產(chǎn)品中，我們?cè)俅螢榉至⑵骷峁?biāo)準(zhǔn)工業(yè)封裝，例如，TO-247、D2PAK 7-pin，以及頂部散熱封裝。由此可見(jiàn)，第二代CoolSiC MOSFET是真正意義上的全能型產(chǎn)品，用途非常廣泛。

Q

在訪談的最后，我們來(lái)簡(jiǎn)要地了解一下現(xiàn)狀：如何評(píng)價(jià)英飛凌目前對(duì)碳化硅的部署？

A

英飛凌：英飛凌是第一家將商用碳化硅產(chǎn)品推向市場(chǎng)的公司，于2001年推出了碳化硅二極管。我們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域有著悠久而成功的歷史。就SiC MOSFET而言，英飛凌很早就決定投資溝槽柵結(jié)構(gòu)。這一決定主要有兩個(gè)動(dòng)機(jī)：首先，是出于碳化硅的考慮：與平面型相比，垂直SiC晶面的缺陷密度較低，這是SiC材料的普遍特性。因此，與平面型MOSFET相比，溝槽型具有更好的溝道電導(dǎo)率。這也確保了柵極氧化層的可靠性，從而保證最低的SiC MOSFET現(xiàn)場(chǎng)故障FIT率。我們可以使用更厚更可靠的氧化層，因此，可以執(zhí)行更加嚴(yán)格的篩選程序，而這正是獲得可媲美硅基產(chǎn)品的可靠性的先決條件。其次，溝槽柵的優(yōu)勢(shì)，非常適合未來(lái)的可持續(xù)縮小（shrink）技術(shù)路線圖。在功率MOSFET的半導(dǎo)體制造過(guò)程中，在垂直維度上的關(guān)鍵尺寸（例如，溝槽長(zhǎng)度）比水平維度更好控制。最后，幾乎所有現(xiàn)代硅基器件都是基于溝槽柵結(jié)構(gòu)的，并且已經(jīng)廣泛取代了平面型MOSFET。因此，我們決心放棄乍看上去更加輕松的平面型設(shè)計(jì)，而選擇這種需要大量專(zhuān)業(yè)知識(shí)的復(fù)雜工藝，并取得了成功。在CoolSiC MOSFET G2產(chǎn)品中，英飛凌延續(xù)了上一代器件的出色性能，尤其是其已被驗(yàn)證的高可靠性的特點(diǎn)。

從應(yīng)用的角度來(lái)看，我們從一開(kāi)始就專(zhuān)注于汽車(chē)以及各種工業(yè)應(yīng)用。因此，不論是外形尺寸，還是電壓等級(jí)方面，我們都擁有市面上最廣泛、最細(xì)分的碳化硅產(chǎn)品組合之一。這使得客戶能夠在廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景中，選擇能夠?qū)崿F(xiàn)最佳性價(jià)比的產(chǎn)品，包括具備優(yōu)異性能的硬開(kāi)關(guān)和軟開(kāi)關(guān)產(chǎn)品。我們?cè)谖磥?lái)將繼續(xù)堅(jiān)持這一行之有效的策略。通過(guò)擴(kuò)大我們?cè)诰恿郑ㄕ诮ㄔO(shè)迄今為止世界上最大的200mm碳化硅生產(chǎn)設(shè)施）的制造能力，以及我們采取的其他措施，我們已經(jīng)找到了應(yīng)對(duì)快速增長(zhǎng)的碳化硅市場(chǎng)的正確措施。因此可以說(shuō)，我們已經(jīng)為未來(lái)做好了部署，所有關(guān)鍵要素均已就位，我們將推動(dòng)碳化硅業(yè)務(wù)的發(fā)展，助力英飛凌革新碳化硅市場(chǎng)。