在全球可持續(xù)發(fā)展共識的推動下，“數(shù)字化”和“低碳化”正以勢不可擋之勢席卷著各行各業(yè)，目前已有不少廠商加大了對綠色低碳技術研發(fā)和應用的投入力度，并在“零碳制造”與“節(jié)能降耗”等方面取得了不錯的成績，而英飛凌（Infineon）就是其中最具代表性的一家。

作為全球領先的半導體供應商，英飛凌憑借多年積累的豐富半導體生產(chǎn)工藝技術，先后推出了一系列基于碳化硅（SiC）的創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案，特別是今年全新推出的CoolSiC? MOSFET Generation 2（G2）技術和XHP? 2 CoolSiC? MOSFET半橋模塊，更是將碳化硅的性能優(yōu)勢發(fā)揮到極致，進一步推動了整個半導體領域的低碳化進程。

那么，英飛凌是如何持續(xù)推進碳化硅技術革新的？又是如何在綠色低碳發(fā)展之路找到突破口的？在近日舉行的碳化硅媒體發(fā)布會上，英飛凌官方對其進行了詳細介紹，并分享了相關領域的技術發(fā)展與應用情況。

碳化硅市場，機遇與挑戰(zhàn)并存

說起碳化硅，想必大家都不陌生。作為第三代半導體材料的杰出代表，碳化硅不僅繼承了前兩代半導體材料的優(yōu)良特性，更在多個關鍵性能指標上實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，其高頻率、高效率、高耐壓、高耐流等優(yōu)勢，為新能源汽車、智能電網(wǎng)、航空航天，以及高功率電子設備等領域帶來了前所未有的發(fā)展機遇。

據(jù)英飛凌科技高級副總裁、工業(yè)與基礎設施業(yè)務大中華區(qū)負責人于代輝介紹，碳化硅是滿足可持續(xù)性能源生產(chǎn)和消費的核心技術。據(jù)Yole Intelligence報告顯示，預計從2024年到2029年，全球碳化硅市場規(guī)模將從31億歐元增長到90億歐元，年復合增長率超過24%。未來5年，碳化硅市場將會呈現(xiàn)出顯著的增長趨勢。

而英飛凌在碳化硅領域已經(jīng)深耕了30多年，并始終保持著引領者的地位。從1992年開始研發(fā)碳化硅技術，到2001年推出世界上第一個商用的碳化硅二極管，再到2019年發(fā)布了革命性的CoolSiC? MOSFET技術，英飛凌的碳化硅產(chǎn)品幾乎覆蓋整個能源全鏈條。而今年，英飛凌又創(chuàng)新性地帶來了第二代CoolSiC? MOSFET技術，以及XHP? 2 CoolSiC? MOSFET半橋模塊，再一次憑借先進技術和卓越性能贏得了全球市場的認可。

（英飛凌科技高級副總裁、工業(yè)與基礎設施業(yè)務大中華區(qū)負責人于代輝）

盡管碳化硅半導體元器件已經(jīng)展現(xiàn)出了巨大的潛力與優(yōu)勢，但不可否認的是，這種新型半導體材料在實際應用中仍然面臨著多重挑戰(zhàn)。比如，碳化硅晶體的一致性差、單晶生長速度緩慢；現(xiàn)有的碳化硅材料生產(chǎn)工藝相對復雜，加工成本較高且良率偏低，難以與傳統(tǒng)的硅器件競爭。此外，碳化硅材料的特性也帶來了設計上的困難，比如高功耗密度下的熱管理、與封裝材料之間的熱膨脹系數(shù)不匹配等問題。除了技術挑戰(zhàn)，還有市場需求和成熟度等，也是決定是否使用碳化硅材料制造IGBT的重要因素。

為了有效地解決問題和應對挑戰(zhàn)，英飛凌從“穩(wěn)、先、卓、優(yōu)、融”五個方面采取了措施。其中，“穩(wěn)”指的是技術和產(chǎn)品的穩(wěn)定性，以及保障供貨的穩(wěn)定性；“先”指的是堅持技術創(chuàng)新驅(qū)動，保持行業(yè)技術領先；“卓”指的是追求卓越，致力于在產(chǎn)品質(zhì)量和性能上不斷超越自我；“優(yōu)”指的是不斷優(yōu)化產(chǎn)能布局，根據(jù)市場需求變化和行業(yè)發(fā)展趨勢，合理調(diào)整產(chǎn)品結構；“融”指的是深度融入本土生態(tài)圈，加強與本土企業(yè)的合作關系，與產(chǎn)業(yè)鏈上下游共同應對挑戰(zhàn)，實現(xiàn)共贏發(fā)展。

在英飛凌看來，碳化硅這個市場的舞臺是非常巨大的，前景也是十分可觀的。所以，在這個機遇與挑戰(zhàn)并存的領域，只有建立多元化、多層次、全方位的新發(fā)展路徑，才能在行業(yè)競爭中脫穎而出。

以零碳為目標，深耕可持續(xù)發(fā)展

隨著全球能源危機的不斷加劇，追求更高效的能源轉(zhuǎn)換效率變得至關重要，而碳化硅技術恰恰就是這樣一種功率半導體的能效提升技術。

據(jù)英飛凌科技副總裁、工業(yè)與基礎設施業(yè)務大中華區(qū)市場負責人沈璐介紹，這些年，英飛凌憑借對行業(yè)的深刻洞察和對客戶痛點的精準把握，不斷創(chuàng)新碳化硅相關產(chǎn)品與解決方案，致力于用領先的技術和半導體工藝將碳化硅器件的性能提升到新的水平?；诖?，英飛凌提出了一個目標，希望成為行業(yè)“首選的零碳技術的創(chuàng)新伙伴”，希望通過自身產(chǎn)品和技術創(chuàng)新，以及與客戶在應用領域的協(xié)同創(chuàng)新，共同賦能產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型。

然而，英飛凌發(fā)現(xiàn)，業(yè)內(nèi)對于碳化硅技術，即使是非常資深的工程師，往往也會經(jīng)常出現(xiàn)兩個常見的誤區(qū)：一是，可靠性之爭。不少人認為，平面柵Planar相對簡單，因此可靠性高；而溝槽柵Trench設計和生產(chǎn)工藝復雜，因此容易引發(fā)可靠性問題。那么，英飛凌的Trench為什么比Planar更可靠？其原因就在于英飛凌的溝槽柵技術可以通過更厚的氧化層和更高的篩選電壓，來最大限度地降低門極氧化層的缺陷密度，從而更好地保障可靠性。

二是，碳化硅性能的評價原則。有人說，碳化硅性能主要看單位面積導通電阻RSP，電阻越小，產(chǎn)品越好。還有人說，英飛凌的參數(shù)雖然是業(yè)界最低的，但為什么到了高溫下參數(shù)漂移很大，是不是產(chǎn)品不可靠？其實，RSP是重要的參數(shù)，但并非唯一重要。碳化硅性能評價原則是多元的，比如開關損耗、導通損耗、封裝熱阻/雜感、魯棒性及可靠性等，都是評估碳化硅性能的關鍵因素。而高溫漂移則是碳化硅本身的一個物理特性，為了解決漂移的問題，英飛凌為用戶提供了非常詳盡的設計參數(shù)，可以幫助工程師用足、用好每一個器件。

正如前面提到的，英飛凌希望能夠成為“首選的零碳技術的創(chuàng)新伙伴”，在能效創(chuàng)新和設計創(chuàng)新上，為各行各業(yè)找到正確的解決方案。

（英飛凌科技副總裁、工業(yè)與基礎設施業(yè)務大中華區(qū)市場負責人沈璐）

為了進一步推進碳化硅業(yè)務發(fā)展，英飛凌將以“三個持續(xù)”助力社會實現(xiàn)低碳化轉(zhuǎn)型。首先是在技術迭代方面，將持續(xù)布局，步履不停；其次是在產(chǎn)品方案方面，將持續(xù)創(chuàng)新，超越期待；最后是在布局未來方面，將持續(xù)深耕，穿越周期。

“英飛凌不是一家將自己的碳化硅戰(zhàn)略業(yè)務僅僅依賴于一個市場、一個產(chǎn)品、一個客戶的供應商，而更多的是確保有足夠豐富的產(chǎn)品系列，能夠滿足不同的客戶和不同的行業(yè)?！鄙蜩幢硎荆蓟枋且粋€功率能效轉(zhuǎn)換的創(chuàng)新提升技術，其創(chuàng)新的目的不僅僅是為了創(chuàng)新，而是為了能夠搭建一個可持續(xù)的未來。在此背景下，英飛凌提出了一個零碳目標，希望2025年的碳排放量將比2019年減少70%，并在2030年實現(xiàn)零碳的最終目標。

技術革新之路，英飛凌永不止步

都說技術可以推動社會進步，但技術本質(zhì)上是一種手段，其核心價值在于其展示的性能及特性。

據(jù)英飛凌科技高級技術總監(jiān)、工業(yè)與基礎設施業(yè)務大中華區(qū)技術負責人陳立烽介紹，每當人們談論功率器件時，通常都會關注其基本特性，比如電壓等級、導通電阻等。然而，評判一項技術或一款產(chǎn)品是否優(yōu)秀，僅憑靜/動態(tài)特性是遠遠不夠的，還需要綜合考慮其可靠性、穩(wěn)定性，以及易用性等因素。

以碳化硅器件為例，其性能評估涉及多個關鍵方面，包括柵極氧化層的可靠性、堅固的體二極管、驅(qū)動電壓的延展性，以及抗短路能力等，這些都是評估碳化硅器件性能不可忽視的一環(huán)。所以，對于英飛凌而言，碳化硅技術的不斷進步，實際上是在持續(xù)優(yōu)化器件的性能，并不斷提升其可靠性。

（英飛凌科技高級技術總監(jiān)、工業(yè)與基礎設施業(yè)務大中華區(qū)技術負責人陳立烽）

除了器件技術，封裝技術同樣至關重要。為了確保晶圓性能得以充分發(fā)揮，就必須采用更為先進的封裝方法。然而，傳統(tǒng)器件無論是單板還是模塊，通常采用的都是標準焊接方式，這樣很難達到完全平滑的焊接效果。相比之下，采用英飛凌.XT擴散焊技術則能顯著改善這一情況。因為該技術可以使芯片與載體之間的結合處變得非常緊密，這樣不僅有助于降低熱阻，提高散熱效率，還能顯著提升焊接的可靠性，從而增強器件對于溫度熱應力的抵抗能力。

而在工藝技術方面，英飛凌也是處于行業(yè)領先水平，其早在多年前就已經(jīng)發(fā)布了冷切割技術。該技術旨在更加充分的利用材料，特別是在工藝器件生產(chǎn)的一道工序減薄環(huán)節(jié)中，可以大幅減少材料被磨削掉，從而造成不必要的浪費。

另外值得一提的是，作為今年的標志性新產(chǎn)品，英飛凌新二代CoolSiC? MOSFET G2的問世，更是將其不斷尋求技術突破體現(xiàn)得淋漓盡致。據(jù)悉，英飛凌開創(chuàng)性的CoolSiC? MOSFET溝槽柵技術推動了高性能CoolSiC? MOSFET G2解決方案的發(fā)展，實現(xiàn)了更加優(yōu)化的設計選擇。與目前的SiC MOSFET技術相比，該產(chǎn)品具有更高的效率和可靠性，可將MOSFET的主要性能指標（如能量和電荷儲量）提高20%。同時，結合屢獲殊榮的.XT封裝技術，英飛凌以更高的導熱性、更優(yōu)的封裝控制，以及更出色的性能，進一步提升了基于CoolSiC? MOSFET G2的設計潛力。

（英飛凌部分產(chǎn)品展示）

總之，在技術革新的道路上，英飛凌永不止步！未來，英飛凌將持續(xù)深耕碳化硅技術，攜手行業(yè)伙伴一起助力半導體產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，為全球可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標而不懈努力。