跻身第三代半导体市场 ST助力全球碳中和

　　随着第三代半导体的工艺越来越成熟和稳定，应用在工业和电动汽车上的产品也变得多样化。作为半导体行业中的佼佼者，意法半导体同样重视第三代半导体带来的优势作用，推出了有关氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）的一系列产品，有力地推动了第三代半导体在电动汽车和工业领域上的应用发展。2022年2月意法半导体召开媒体交流会，介绍了意法半导体在全球碳中和理念的背景下，如何通过创新技术和推出新的产品系列，为世界控制碳排放做出贡献。

　　据调查，工业领域中将电力利用效率提升1%，就能节约95.6亿千瓦时的能源。这意味着节约了15个核电站的发电量、减排3200万吨二氧化碳，或者是数千桶的石油。

　　意法半导体汽车和分立器件产品部(ADG)执行副总裁，功率晶体管事业部总经理Edoardo MERLI表示：“可持续发展一直是根植于我们企业文化的核心理念，ST早就宣布要在2027年成为一家可持续发展的企业，也就是在2027年实现企业的碳中和。”

ST进入第三代半导体双赛道

　　ST拥有多项新能源科技，其宽禁带技术已经催生出一系列相关应用。电力科技对实现高效用能与节能降耗起着关键作用，其中的重点就是碳化硅和氮化镓这两种新材料，如图所示，它们有比起普通硅材料更好的效能。

　　宽禁带半导体拥有工作电压高、开关速度快、工作温度高、导通电阻低、产生热量少、耗散功率低、能效高这些优势，节能效果非常出色。整条电力转换链，从发电侧开始，经过输配电、储电和变流，再到最终的用电侧也就是终端用户。毫无疑问，以碳化硅和氮化镓为主的全新电力科技能够在整条电力转换链的各个环节发挥作用，做出卓有成效的贡献。

　　碳化硅与氮化镓导体能够满足的需求略有不同，简单来说就是带来更强的电能。碳化硅能够提升开关频率，氮化镓消耗的电能更少。

碳化硅提升效率

　　Edoardo MERLI向记者介绍了意法半导体在碳化硅应用中涵盖包括汽车制造、工业应用等领域。以电动汽车制造为例，碳化硅可用于制造牵引逆变器、充电桩、DC-DC转换器等配套设备，这些能够带来更长的行驶里程、车辆自重的减轻等优势。

　　除此之外当然还有性能更强的电动汽车充电站，碳化硅能够加快充电速度，缩短充电时间，从而促进电动汽车的推广和普及。

　　碳化硅的工业应用还包括提高服务器和数据云存储器的供电效率，此外还可应用于自动化的工业驱动电机制造，碳化硅能够让设备体积、尺寸和重量减小，最终会降低用户总体成本，而在可再生能源、太阳能电站、风车和服务器供电站等领域也有同样作用。

　　碳化硅逆变器相比IGBT逆变器的优势，包括总芯片面积、开关损耗、总损耗和结温，更好的温度管理、充电速度的明显提升。

　　意法半导体CEO Jean-Marc Chery曾经讲过，“ST的目标是2024年在碳化硅领域做到10亿美元的年度盈利，包括晶体管、二极管和电力模块。我们希望与各行各业展开合作，包括所有汽车制造和工业界的一线OEM厂商，目前已有超过90个项目正在与这些行业领军企业共同合作。”

氮化镓推出新品

　　近日意法半导体新发布PowerGaN解决方案，其中大部分是面向消费者的解决方案。利用氮化镓材料大小只有过去材料的1/4，重量只有1/3，功率提升50%，能耗降低20%。目前意法半导体利用氮化镓技术生产的100V到650V各类产品将会陆续出炉。

　　对于意法半导体在氮化镓未来产品规划路线上时，Edoardo Merli表示，“在氮化镓方面，意法半导体将继续推广PowerGaN，并在其路线图中输入电压从650V开始的G-FET、G-DRIVE和G-HEMT产品。在在现有的G-HEMT产品中，公司又将增加100V产品，进一步扩大氮化镓产品组合，增加导通电阻不同的晶体管产品。意法半导体还继续推广MasterGaN系统级封装。像碳化硅产品一样，意法半导体的氮化镓产品也采用各种封装，例如，QFN等分立封装，以及可以集成电池的新封装STLISI。公司将继续研究嵌入式裸片封装技术，以便进一步提高封装的集成度。此外，到年底还将推出第一款GaN射频晶体管产品。”

　　最后，EdoardoMERLI表示，“意法半导体在汽车制造和工业界已经将碳化硅的应用提上日程，同时也已进入大规模量产阶段。我们目前处在这一市场的先驱地位，正在创新碳化硅的应用。我们也在持续不断地在新兴科技和生产线改良进行投入，以便应对未来海量的、不断增长的市场需求。氮化镓在市场上进行大规模普及可能要稍晚一些，因为要等到技术成熟，但碳化硅已有非常广泛的应用范围。我们已在碳化硅市场排名前列，未来也会朝着这一方向不断探索。”