受新冠肺炎疫情的影響，許多固定的線下活動都已轉至「雲端」，這是面對疫情的一種積極嘗試。4月22日，英飛凌科技舉辦「650V CoolSiC™ MOSFET在線媒體發布會」，來自英飛凌科技電源與傳感系統事業部的大中華區開關電源應用高級市場經理陳清源，向《國際電子商情》等數十家媒體介紹了英飛凌在功率器件（Power Device）的布局、碳化矽（SiC）的機遇和前景、以及寬禁帶（WBG）半導體的發展趨勢。FlPesmc
對於近期業界熱議的矽（Si）、碳化矽（SiC）、氮化鎵（GaN）話題，陳清源指出，英飛凌作為市場上唯一一家提供涵蓋Si、SiC和GaN的全系列功率產品的公司，認為三者會一直處於共存的關係，未來並不會出現取代的局面。至於競爭日益激烈的650V碳化矽市場，英飛凌一直以來都是樂見其成的態度，因為碳化矽市場是一個長期的比賽，甚至是超級馬拉松，不僅自身實力要過硬，還要有外部競爭激勵才能穩步前行！FlPesmc
隨著矽材料的瓶頸日益突出，以碳化矽和氮化鎵為主的第三代半導體逐步受到行業青睞。對於三者的區別比較，陳清源認為，可以從電壓範圍及應用、效率及易用性兩大方面去分析。FlPesmc
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英飛凌科技電源與傳感系統事業部FlPesmc
大中華區開關電源應用高級市場經理 陳清源FlPesmc
一方面，在電壓範圍及應用上。矽（Si）的電壓範圍是25V低壓到1.7kV中壓。它的主流技術已經研發了數十年，從功率到小瓦特數，從移動電源到充電樁、光伏等等，這些技術應用已經非常成熟，是目前行業中普及度最高的基礎材料之一。而碳化矽（SiC）適用的電壓範圍從650V到3.3kV高壓，因此適用於開關功率從中到高的大功率應用，應用的範圍相比矽更廣，例如風電、大數據中心的供電等。相對碳化矽，氮化鎵（GaN）的電壓會低一些，從中壓80V-650V。不過由於它具有快速切換頻率的特性，前兩者的切換頻率都在幾百KHz等級，而氮化鎵的切換頻率可以達到MHz級，因此它可以在磁性元件選擇更小的尺寸。FlPesmc
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另一方面，在效率、功率密度兼易用性上的區別。傳統矽材料的開發時間最長、涉及產品最多、應用範圍最廣，故性價比是最高的。因此對於一些追求性價比的應用，矽絕對是首選。但如果說要追求效率最高、功率密度最大，那切換速度最快的氮化鎵是首選，它的效率和功率密度是無可取代的，不過價格優勢就不及矽。如果要考慮到有「易使用性」、堅固、耐用度，碳化矽是一個很好的選擇。因為碳化矽可以耐高溫，它的溫度係數變化比較小，在堅固和易用性上有著絕對優勢。FlPesmc
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「事實上，材料選型不能只關注性能、效率、性價比這些基本參數，更不能簡單地套用現有模板。英飛凌的做法更傾向於和客戶共同探討，根據不同的個性化需求共同設計研發，摸索出一整套最契合的解決方案。」陳清源表示。FlPesmc
至於本次媒體交流會的主題——碳化矽，陳清源羅列了多個物理特性，來闡述SiC和傳統材料之間的差異。FlPesmc
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從上圖可知，碳化矽的帶隙（band gap）大概是矽材料的3倍，單位面積的阻隔電壓是矽材料的7倍，熱導率大概是3倍，電子漂移速度是2倍左右，只有電子遷移率的數值相差不大。從這5個物理特性的差距來看，碳化矽可以運行更高的電壓，達到更高的效率，讓功率器件輕薄短小的同時，也具備更高的開關頻率，從而有效降低整個研發成本。此外，對於設計者和使用者而言，碳化矽還能很好地解決散熱問題，這可以說是解決了工程師的「老大難」問題。FlPesmc
雖然前文一直在強調碳化矽的性能，但不可避免的，整個電源的設計還要考慮到可靠度、堅固性。對此，英飛凌針對碳化矽產品的可靠度也做了很多的探索和優化。比如：增加堅固耐用度，在柵極氧化層的可靠度，把VGS重新設計在大於4V上防止「誤導通」，優化一些特殊的拓撲（CCM圖騰柱的拓撲），抗雪崩優化等等。FlPesmc
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「所以說，英飛凌在整個碳化矽的技術上面，是兼顧性能、穩定和堅固性做一個整體的考量。無論是設計、還是使用，各個環節力求方便，讓設計者們擁有更好的材料、更好的控制方式，加上他們聰明的頭腦，從而設計出更好的電源供應器！」陳清源如是說。FlPesmc
為了進一步擴展其碳化矽產品組合，今年2月底，英飛凌發布了8款CoolSiC™ MOSFET產品。FlPesmc
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據介紹，這8款器件的額定值在27mΩ-107mΩ之間，既可採用典型的TO-247 3引腳封裝，也支持開關損耗更低的TO-247 4引腳封裝。與過去發布的所有CoolSiC™ MOSFET產品相比，全新650V系列基於英飛凌先進的溝槽半導體技術，可以在毫不折衷的情況下，在應用中實現最低的損耗，並在運行中實現最佳可靠性。因此，新器件的目標市場有伺服器、數據中心、5G基站、工業電源、光伏、充電樁、不間斷電源系統以及能源儲存等。FlPesmc
「我們看到，從2月底推出至今兩個多月的時間裡，大中華區已經有客戶實現量產，這是非常值得英飛凌自豪的成績！」陳清源表示。FlPesmc
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為什麼英飛凌可以如此迅速地幫助客戶實現SiC MOSFET應用落地？陳清源回答道：第一，英飛凌在電源管理領域已經擁有幾十年的經驗，而且一直保持領先的地位，這是英飛凌在碳化矽上面持續的研發、創新的基本。FlPesmc
第二，英飛凌在產品上注重性能最佳、可靠度高，並且有自己的生產線，可以與重大客戶進行戰略合作，與供應商交流供需策略，構建一個穩固的供應鏈環境。FlPesmc
第三，英飛凌可以提供全產品線方案。無論是矽、碳化矽還是氮化鎵，都可以根據客戶的需求進行「定製」。並且，英飛凌各產品部門內部會定期橫向溝通，從不同應用場景、不同客戶、不同應用中互相分享、支持，深化整體解決方案的能力。FlPesmc
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第四，英飛凌會繼續加大對功率器件的布局和投入。一方面，在整個功率器件市場，英飛凌是全球市場佔有率最高的供應商，具有穩定的營收，可以投資在一些新的產品、新的技術、新的應用上。另一方面，在疫情新常態的影響下，英飛凌的線上服務上也發揮了重要作用，例如線上選型指南、產品推介，方案推薦、演示文稿、技術資料、教學視頻、「社群」管理等，更方便於廣大工程師進行溝通。對此，今後也會加大相關投入。FlPesmc
「我相信，在多方面的努力下，英飛凌在功率器件領域的發展會更進一步！預計今年底英飛凌還會推出相關新產品，到2021年該產品線會擴展到50個產品以上。」陳清源表示。FlPesmc
事實上，SiC MOSFET的市場競爭已經如火如荼。根據今年IHS的預估，2020年650V SiC MOSFET會有近5000萬美元的市場份額。再往後到2028年，這一市場份額會達到1.6億美元，整體複合成長率達16%。FlPesmc
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在這億級市場中，主要應用領域集中在電源供應器、不間斷電源、電動汽車充電、馬達驅動、光伏和儲能。其中，電源是最大的部分，匯聚了許多新老玩家。FlPesmc
面對市場競爭日益激烈的650V碳化矽市場，陳清源表示，有競爭才會進步，英飛凌一直樂見競爭。FlPesmc
「英飛凌在碳化矽領域也布局了幾年，累積的專業技術知識和能力很多，我們有不可取代的優勢。至於新的競爭對手，如何能持續投入這麼高資金成本的投資，對他們來說也是個挑戰。」陳清源分享道。FlPesmc
此外，陳清源還表示，他更願意把碳化矽的布局看作是一場長期的比賽，甚至是超級馬拉松。英飛凌堅實自己的優勢，同時積極面對競爭，當市場上產品百花齊放，客戶有更多的選擇，這對使用者、製造商都是好事。FlPesmc