ST：發(fā)展碳化硅技術 關鍵在掌控整套產(chǎn)業(yè)鏈

電源與能源管理對人類社會未來的永續(xù)發(fā)展至關重要。意法半導體汽車和離散組件產(chǎn)品部（ADG）執(zhí)行副總裁暨功率晶體管事業(yè)部總經(jīng)理Edoardo MERLI指出，由于全球能源需求正在不斷成長，我們必須控制碳排放，并將氣溫上升控制在1.5度以下，減排對此非常重要，但要實現(xiàn)這些要有科技的支持，包括可再生能源的利用，ST對此也有制定一些具體的目標。

意法半導體汽車和離散組件產(chǎn)品部（ADG）執(zhí)行副總裁暨功率晶體管事業(yè)部總經(jīng)理Edoardo MERLI

僅就工業(yè)領域來說，如果能將電力利用效率提升1%，就能節(jié)省95.6億千瓦時（TWh）的能源。那么這意味著什么呢？舉個直觀的例子，這相當于節(jié)省了15個核電站的發(fā)電量、減排3200萬噸二氧化碳，或者是數(shù)千桶的石油?？梢钥吹絻H僅是工業(yè)領域?qū)﹄娏眯实奶嵘湍軌蛴腥绱梭@人的節(jié)能效果。永續(xù)發(fā)展一直是根植于我們企業(yè)文化的核心理念，ST早就宣布在2027年成為一家永續(xù)發(fā)展的企業(yè)，也就是在2027年實現(xiàn)企業(yè)的碳中和。

ST要在2027年實現(xiàn)碳中和，這也與2021巴黎協(xié)議確立的2025年將升溫控制在1.5度以下的目標相符。ST非常希望，也在致力達成此一目標，這將透過利用可再生能源來達標。我們要在2027年降低電力消耗，目前我們正在積極參與和投身一系列相關項目和合作計劃，進而達成此目標。

Edoardo MERLI說，ST擁有多項新能源科技，比如寬能隙技術已經(jīng)催生出一系列相關應用，幫助我們達成之前提到的目標。功率技術對達到高效應用與節(jié)能降耗扮演著關鍵作用，其中的重點就是碳化硅和氮化鎵這兩種新材料，它們相較普通硅材料具備更好的效能。寬能隙半導體擁有運作電壓高、開關速度快、運作溫度高、導通電阻低、產(chǎn)生熱量少、耗散功率低、效能高這些優(yōu)勢，節(jié)能效果非常出色。由于兩種技術各有不同特點，各自的應用情境也有所不同。

碳化硅與氮化鎵的應用，主要是功率利用和開關頻率。可以看到碳化硅與氮化鎵導體能夠滿足的需求略有不同，簡單來說就是帶來更強的功率。碳化硅能夠提升開關頻率，而氮化鎵消耗的電能更少。這項技術與現(xiàn)有的硅科技能夠形成互補，不過功能上也有些許重迭，今后將會不斷優(yōu)化和完善。剛才講到碳化硅與氮化鎵催生了一系列新的應用，也帶來了一些新的限制，這些都需要我們加深了解并突破。

碳化硅應用涵蓋領域包括汽車制造、工業(yè)應用等，許多優(yōu)勢對終端使用者都是顯而易見的。以電動汽車制造為例，碳化硅可用于制造牽引逆變器、充電樁、DC-DC轉換器等配套設備，這些能夠帶來更長的行駛里程、車輛自重的減輕，這些都是使用者在使用過程中可以直觀感受到的。除此之外當然還有性能更強的電動汽車充電站，碳化硅能夠加快充電速度，縮短充電時間，進而促進電動汽車的推廣和普及。

ST在碳化硅應用領域的市場地位的重點摘要，擁有著相當高的市占率，去年的市占率已達50%，汽車領域甚至達到60%。ST的執(zhí)行長 Jean-Marc Chery曾經(jīng)說過，ST的目標是2024年在碳化硅領域達10億美元的年營收，包括晶體管、二極管和功率模塊。我們希望與各行各業(yè)進行合作，包括所有汽車制造和工業(yè)界的一線OEM廠商，目前已有超過90個項目正在與這些產(chǎn)業(yè)領導企業(yè)共同合作。

ST已經(jīng)推出第三代碳化硅技術，第四代技術也將推入市場，預計今年年底就會獲得資格并上市。當然，我們致力于研發(fā)的不只是碳化硅技術，也有深度參與許多其它晶圓的研發(fā)。為了充分發(fā)掘和發(fā)揮碳化硅、氮化鎵的性能優(yōu)勢，我們同樣需要探索許多類型的前沿理念和技術。

對于碳化硅這樣的新興技術來說，掌控甚至擁有自己的一整套產(chǎn)業(yè)鏈是非常重要的，ST也做了很多操作。目前我們已經(jīng)透過收購Norstel AB（已更名為ST SiC AB）完成建立生產(chǎn)線。我們亦有制造碳化硅基材并設立多家工廠，不斷擴充規(guī)模，進一步整合生產(chǎn)鏈，以進一步提升制造能力。意大利卡塔尼亞作為我們的重點基地之一也讓我們的生產(chǎn)能力獲得大幅度提升，我們在新加坡的生產(chǎn)線規(guī)模更是翻倍，目前我們正準備將生產(chǎn)線從6吋改造為8吋。我們還有在摩洛哥布斯庫拉和中國深圳的基地作為后段工廠。深圳是我們進行相關封裝的主要工廠，為領先的企業(yè)提供規(guī)模化的封裝。

ST碳化硅產(chǎn)能到2024年將比2017年提升10倍，而從2024年到2027年規(guī)模也將進一步擴充，發(fā)展空間巨大，我們建立這些大型工廠的目的就是滿足市場的需求、支持ST自己的發(fā)展。

ST產(chǎn)品策略在此領域也有開展一些并購，包括法國創(chuàng)新型企業(yè)EXAGAN，其中G-FET、G-Drive和D-Mode這些產(chǎn)品就是源于這間公司。我們也與臺積電合作，進而讓我們提前推出許多內(nèi)測科技產(chǎn)品，透過臺積電快速地推入市場。我們的最終目標是完善我們的內(nèi)測技術，最終服務于我們清晰明確的產(chǎn)品策略。

目前我們針對氮化鎵產(chǎn)品已經(jīng)有完整的規(guī)劃，100V到650V各類產(chǎn)品將會陸續(xù)推出，這些都會透過ST 8吋工廠生產(chǎn)。我們在卡塔尼亞也有一條GaN-on-Si RF生產(chǎn)線用于生產(chǎn)氮化鎵產(chǎn)品，大部分都是針對5G和6G基礎設施的應用。