ST：發(fā)展碳化硅技術(shù) 關(guān)鍵在掌控整套產(chǎn)業(yè)鏈

電源與能源管理對(duì)人類社會(huì)未來(lái)的永續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。意法半導(dǎo)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(zhǎng)，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(duì)此非常重要，但要實(shí)現(xiàn)這些要有科技的支持，包括可再生能源的利用，ST對(duì)此也有制定一些具體的目標(biāo)。

意法半導(dǎo)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(lǐng)域來(lái)說(shuō)，如果能將電力利用效率提升1%，就能節(jié)省95.6億千瓦時(shí)（TWh）的能源。那么這意味著什么呢？舉個(gè)直觀的例子，這相當(dāng)于節(jié)省了15個(gè)核電站的發(fā)電量、減排3200萬(wàn)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(lǐng)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(shí)現(xiàn)企業(yè)的碳中和。

ST要在2027年實(shí)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(biāo)相符。ST非常希望，也在致力達(dá)成此一目標(biāo)，這將透過(guò)利用可再生能源來(lái)達(dá)標(biāo)。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(guān)項(xiàng)目和合作計(jì)劃，進(jìn)而達(dá)成此目標(biāo)。

Edoardo MERLI說(shuō)，ST擁有多項(xiàng)新能源科技，比如寬能隙技術(shù)已經(jīng)催生出一系列相關(guān)應(yīng)用，幫助我們達(dá)成之前提到的目標(biāo)。功率技術(shù)對(duì)達(dá)到高效應(yīng)用與節(jié)能降耗扮演著關(guān)鍵作用，其中的重點(diǎn)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(dǎo)體擁有運(yùn)作電壓高、開(kāi)關(guān)速度快、運(yùn)作溫度高、導(dǎo)通電阻低、產(chǎn)生熱量少、耗散功率低、效能高這些優(yōu)勢(shì)，節(jié)能效果非常出色。由于兩種技術(shù)各有不同特點(diǎn)，各自的應(yīng)用情境也有所不同。

碳化硅與氮化鎵的應(yīng)用，主要是功率利用和開(kāi)關(guān)頻率?？梢钥吹教蓟枧c氮化鎵導(dǎo)體能夠滿足的需求略有不同，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是帶來(lái)更強(qiáng)的功率。碳化硅能夠提升開(kāi)關(guān)頻率，而氮化鎵消耗的電能更少。這項(xiàng)技術(shù)與現(xiàn)有的硅科技能夠形成互補(bǔ)，不過(guò)功能上也有些許重迭，今后將會(huì)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(yīng)用，也帶來(lái)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(yīng)用涵蓋領(lǐng)域包括汽車制造、工業(yè)應(yīng)用等，許多優(yōu)勢(shì)對(duì)終端使用者都是顯而易見(jiàn)的。以電動(dòng)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(zhuǎn)換器等配套設(shè)備，這些能夠帶來(lái)更長(zhǎng)的行駛里程、車輛自重的減輕，這些都是使用者在使用過(guò)程中可以直觀感受到的。除此之外當(dāng)然還有性能更強(qiáng)的電動(dòng)汽車充電站，碳化硅能夠加快充電速度，縮短充電時(shí)間，進(jìn)而促進(jìn)電動(dòng)汽車的推廣和普及。

ST在碳化硅應(yīng)用領(lǐng)域的市場(chǎng)地位的重點(diǎn)摘要，擁有著相當(dāng)高的市占率，去年的市占率已達(dá)50%，汽車領(lǐng)域甚至達(dá)到60%。ST的執(zhí)行長(zhǎng) Jean-Marc Chery曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，ST的目標(biāo)是2024年在碳化硅領(lǐng)域達(dá)10億美元的年?duì)I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(jìn)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(guò)90個(gè)項(xiàng)目正在與這些產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)共同合作。

ST已經(jīng)推出第三代碳化硅技術(shù)，第四代技術(shù)也將推入市場(chǎng)，預(yù)計(jì)今年年底就會(huì)獲得資格并上市。當(dāng)然，我們致力于研發(fā)的不只是碳化硅技術(shù)，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(shì)，我們同樣需要探索許多類型的前沿理念和技術(shù)。

對(duì)于碳化硅這樣的新興技術(shù)來(lái)說(shuō)，掌控甚至擁有自己的一整套產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)欠浅Ｖ匾?，ST也做了很多操作。目前我們已經(jīng)透過(guò)收購(gòu)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(shè)立多家工廠，不斷擴(kuò)充規(guī)模，進(jìn)一步整合生產(chǎn)鏈，以進(jìn)一步提升制造能力。意大利卡塔尼亞作為我們的重點(diǎn)基地之一也讓我們的生產(chǎn)能力獲得大幅度提升，我們?cè)谛录悠碌纳a(chǎn)線規(guī)模更是翻倍，目前我們正準(zhǔn)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(kù)拉和中國(guó)深圳的基地作為后段工廠。深圳是我們進(jìn)行相關(guān)封裝的主要工廠，為領(lǐng)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(jìn)一步擴(kuò)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(chǎng)的需求、支持ST自己的發(fā)展。

ST產(chǎn)品策略在此領(lǐng)域也有開(kāi)展一些并購(gòu)，包括法國(guó)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(tái)積電合作，進(jìn)而讓我們提前推出許多內(nèi)測(cè)科技產(chǎn)品，透過(guò)臺(tái)積電快速地推入市場(chǎng)。我們的最終目標(biāo)是完善我們的內(nèi)測(cè)技術(shù)，最終服務(wù)于我們清晰明確的產(chǎn)品策略。

目前我們針對(duì)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(huì)陸續(xù)推出，這些都會(huì)透過(guò)ST 8吋工廠生產(chǎn)。我們?cè)诳ㄋ醽喴灿幸粭lGaN-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(duì)5G和6G基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用。