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碳化硅4年增长600%！英飞凌靠什么？ - icspec 资讯

碳化硅4年增长600%！英飞凌靠什么？

来源:第三代半导体风向发布时间:2021-09-241829浏览

SiC的“火爆”只在最近几年，但有些企业已经为之付出了近30年时光。“功夫不负有心人”，最近，许多企业迎来了收获的季节：比如，湖南一SiC企业获得了超过30亿元的合作订单；也有SiC企业获得了近52亿元的订单。
全球功率半导体的领先者英飞凌的SiC步伐也“全面提速”——今年其SiC营收将实现100%增长，同时相比4年前增长600%。为剖析英飞凌SiC快速增长的关键，最近，“三代半风向”专访了英飞凌工业功率控制事业部大中华区高级市场总监沈璐。

英飞凌工业功率控制事业部大中华区高级市场总监沈璐（右三）、英飞凌工业功率控制事业部大中华区市场推广总监陈子颖（左二）

本财年营收翻番

过去4年增长6倍

众所周知，2001年英飞凌就推出全球第一颗SiC二极管，距今正好20周年。在这样的关键节点，英飞凌开始“重拳出击”——在2021 PCIM Asia展上，英飞凌拿下了最靠前、最大的展台，展示了众多的SiC新品，同时还主办了“第三届碳化硅应用技术发展论坛”。

“三代半风向”此前在调研时发现，在SiC推广方面，最近英飞凌明显加速了。对此，沈璐表示，英飞凌是以一个以技术创新为顶层价值观的公司，这会倒逼公司去拥抱新的材料、新的技术，基于这样的企业的使命和责任感，英飞凌对SiC的研究已有30年左右时间。

但与此同时，她认为SiC毕竟是新材料，所以从材料、供应链到应用的成熟性需要一个过程，时机是很重要的，而英飞凌在产品的技术研发方面是比较慎重的，对产品质量管控比较严格，为了向用户提供品质、可靠性更好的SiC产品，英飞凌花了30年时间不断进行技术打磨和沉淀。沈璐用“立足长远、厚积薄发”来形容过去几年里英飞凌SiC的发展。据介绍，在过去20年中，英飞凌实现了非常多的SiC技术革新，也“守得云开见月明”。在今年8月份举办的财报会议上，英飞凌透露，2021财年（截至9月底），英飞凌的SiC业务营收预计将达到1.7亿欧元（13.25亿人民币），同比增长100%。这一数字是2017财年英飞凌SiC营收的6倍，从2017-2021财年，英飞凌的SiC年复合增长率高达55%。

同时，英飞凌在全球已经拥有超过3000家SiC的活跃用户，发布了200款CoolSiC产品，其中有130类产品源自于客户定制。接下来，英飞凌SiC还将继续“提速”。沈璐表示，随着SiC整个供应链的不断成熟，以及英飞凌SiC器件在量产上经验的充分积累，英飞凌内部已经成立了专门的SiC加速项目的聚焦，推动研发项目的加速和营收增长，“无论是新品发布还是市场覆盖，我们在市场端会变得越来越活跃”。

20家车企加速认证

韩国现代全线采用CoolSiC？

目前，英飞凌CoolSiC产品的主要需求来自汽车和工业领域。沈璐透露，“电动汽车的需求是比较旺盛的，其次工业领域，包括光伏和储能、充电设施以及UPS等各类电源应用。”此外，英飞凌还将瞄准轨道交通等高压领域。

据介绍，在电动汽车应用方面，英飞凌有着非常多的应用案例，而且器件装车数量也非常客观。比如，2017年英飞凌推出采用硅技术的 HybridPACK Drive，目前已成功在多款电动汽车装载了超过100万颗。得益于过去积累以及技术的领先性，英飞凌SiC的“上车”速度也越来越快。据沈璐介绍，目前国内外超过20家整车厂和Tier1的客户正在使用及评估英飞凌的SiC产品，同时英飞凌的HybridPACKTM Drive车规级SiC模块已经在亚洲一家主要电动车厂家的逆变器系统中实现量产，而且英飞凌的CoolSiC肖特基二极管也已经应用在欧洲一个汽车平台的OBC系统中，并且正在准备量产。

据“三代半风向”了解，这个亚洲车厂就是韩国现代汽车。今年6 月份，英飞凌科技推出了一款电动汽车逆变器SiC模块，随后现代汽车就宣布，英飞凌这款SiC 芯片将用于现代的下一代电动汽车，而且现代汽车还表示，与配备普通硅芯片的汽车相比，采用英飞凌的SiC芯片，电动汽车的续航里程可提高5%。

对于接下来的电动汽车市场，沈璐表示，“很多汽车项目的储备都已经开始释放了，英飞凌的下一代SiC技术也在深入研发中，核心整车厂的反馈也非常积极，未来马路上会有更多装载英飞凌SiC器件的汽车产品。”

4重机制

提高SiC可靠性

在访谈中，沈璐反复强调英飞凌SiC产品的可靠性。
与许多企业一样，沈璐也非常看好SiC的发展前景，“其实不光是国内，国际上也有很多新兴的科技企业都积极投身到这个热潮里面，当然也包含了很多硅器件的老牌企业，SiC行业现在处于方兴未艾、众人拾柴火焰高的阶段。”但是，她认为，对于所有的企业来说，SiC存在两个大挑战，“一是可靠性，二是应用技术能力”。在可靠性方面，沈璐表示，英飞凌通过30年的实践，最终摸索出了一套更立足长远、更具有战略优势的技术路线。她特别提到了英飞凌的SiC沟槽MOSFET结构。与平面结构相比，这种沟槽结构能够实现更高的单元密度，从而有助于其在更低的栅极氧化物场强下工作，并提高可靠性。

而据英飞凌科技SiC 副总裁Peter Friedrichs博士介绍，英飞凌的技术路线侧重于SiC可靠性的三个特定领域。首先是栅极氧化层(GOX)稳定性，英飞凌在测试过程中使用创新的筛选技术，能够从发运给客户的众多产品中识别和消除潜在的缺陷器件。其次是SiC MOSFET体二极管的双极退化问题，英飞凌消除双极退化风险的方法包括，优化的芯片生产工艺抑制了堆垛层错的形成，并通过筛选工艺消除任何具有高度缺陷的器件。第三是高能宇宙射线，英飞凌通过增加厚度和降低漂移层或基底层的掺杂来提高单次事件烧毁的稳健性，从而提供更高的雪崩击穿电压，但代价是具有更高的导通损耗。

据说，这种全面方法能够确保所有CoolSiC™ MOSFET都具有极高可靠性，并且在任何测试中都没有发现系统的EoL机制。此外，为了提高SiC的应用可靠性，英飞凌在驱动技术方面也下足了功夫。沈璐认为，“每个SiC开关都需要一个最佳驱动器，目前业界很少企业既能提供SiC器件，又能提供驱动器，我相信这是英飞凌一个附加值。从硅器件转向采用SiC，驱动设计是关键的设计挑战，英飞凌标准的SiC驱动解决方案可以帮助客户实现最优的开关性能，从而帮助客户节约研发的上市时间，帮助客户把精力更多地放在整个系统和拓扑的优化上。”除了可靠性，应用设计的能力也是SiC推广的痛点。英飞凌不但致力于服务成熟行业中领先客户的领先设计，也积极投身于新兴行业早期预研项目的技术服务中。除了积极的产业协作，英飞凌也在思考如何更有效地助力中国SiC应用产业的普及。英飞凌于2018年开始创办的SiC应用技术发展论坛，至今已举办三届，就是希望携手国内各行业客户跨界交流SiC应用的挑战和解决思路，以实现“连接打破边界，融合创造未来”。

投10亿并购关键技术

确保产能供应，降低SiC成本

“兵马未动粮草先行”，英飞凌也在加大投资，强化SiC产能供应保障，主要包含三个方面。
首先，今年5月，英飞凌与昭和电工签订了SiC供应合同，合同期为两年，将为英飞凌提供包括外延在内的各种SiC材料。其次，据沈璐介绍，英飞凌增加了SiC前道加工产能。比如新建的奥地利菲拉赫12英寸薄晶圆芯片工厂于今年9月中旬提前投入使用，原有的硅器件产能将被释放，用于SiC芯片的生产，先从6寸开始，未来会扩展到8寸。

第三，英飞凌在提升SiC生产效率方面也“下血本”了。

2018年11月，英飞凌耗资1.24亿欧元（约9.45亿人民币），收购了一家晶圆切割公司Siltectra。

根据Siltectra的说法，他们的Cold Split（冷切割）技术能够“将SiC晶圆的良率提高90%，在相同SiC晶锭的情况下，它可以提供3倍的材料，可生产更多的器件，最终SiC器件的成本可以降低20-30%。”

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