5月16日英飛凌(Infineon)在深圳舉行了SiC元件為主題的技術研討會,獲得了超過三百名工程師的積極參與;同時間英飛凌大中華工業功率控制事業部的高層與技術專家,也與深圳的電子類專業媒體報告了英飛凌在SiC方面的技術與市場方面的進展。

身為功率元件全球市場的領導者,英飛凌與IR合併之後,在功率元件市佔方面遙遙領先。英飛凌大中華工業功率控制事業部副總裁于代輝說,2017年英飛凌工業功率控制事業部(IPC)的營收達到了12.06億歐元。市場研究機構IHS Markit的排名顯示,到2017年8月為止,英飛凌在功率半導體市場擁有高達26.6%的市佔率。

英飛凌IPC事業部主要的產品主要是IGBT (模組、晶片、驅動)和碳化矽(SiC)。無疑在IGBT所覆蓋的中高功率元件市場,英飛凌已經取得了非常完滿的成績。根據統計數字,英飛凌在2016年的市佔率比第二名要多出一倍;前十名的公司中,還有部分是購買英飛凌的IGBT晶片做成模組向市場供貨。

不過,于代輝認為,公司的IGBT的優勢體現在隨著更高效智慧的能源利用變成社會發展大勢所趨,市場需要更加便捷、安全、清潔和高效的功率元件。SiC有著更好的技術上的優勢,來滿足這方面的需求:「我們在奧地利投入了3,500萬歐元做研發和生產SiC元件,同時也與供應商合作,他們可以為我們提供6吋的SiC晶圓保障。目前在SiC領域,我們擁有著頂尖的研發和技術團隊。我們認為,英飛凌目前是引領著全球SiC技術向前拓展。」

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英飛凌大中華工業功率控制事業部副總裁于代輝(右)和工業功率控制事業部總監馬國偉
(來源:EE Times China)

英飛凌工業功率控制事業部總監馬國偉則介紹,SiC材料的電晶體可以實現比矽基功率元件更高的開關頻率,因此可以提供高功率密度、超小的體積。馬國偉提到:「英飛凌的CoolSiC MOSFET具備更大靈活性,可提高效率和頻率。它們將有助於電源轉換方案的開發人員節省空間、減輕重量、降低散熱要求,並提高可靠性和降低系統成本。」

但是SiC的高成本也限制了它目前在市場的應用空間。畢竟IGBT在市場上的各種成熟的應用,如果是沒有很明顯的成本方面的優勢,客戶要改變選擇SiC的元件,必須要有足夠的理由。而英飛凌在不斷地與市場接觸的過程中,真有客戶找上門來。馬國偉表示:「我的一個客戶上門對我說,我不在意成本,我就需要找高功率密度、但體積要小的功率模組,用在我的充電樁上。」

馬國偉介紹說,中國的充電樁選址在城市昂貴的地段,體積要小同時還要能支持快速充電。幾台車一起快速充電需要達到幾百KW的功率,一個電動汽車充電站更是要達到百萬W的功率,相當於一個社區用電的功率規模。傳統的矽基功率元件體積大,但SiC模組則可以實現很小的體積滿足功率上的要求。

他指出:「電動汽車對於快充是一個剛需,在10~15分鐘內實現電池80%的充電,將會是人們對電動汽車體驗的滿意度的一個硬指標。因為充電樁要滿足快速充電,可以接受SiC較高的成本。」

在國外,SiC在太陽能發電方面的應用也逐漸起步,UPS/SMPS也漸漸為市場接受。較小的體積下滿足高功率的需求,這是SiC最大的比較優勢。而在機車牽引、電動汽車和馬達驅動等方面的應用,則暫時還屬於英飛凌不斷與客戶們互相探索的市場。于代輝認為,SiC的市場現在還處於初級階段,也許未來十年都會是不斷探索的過程。他透露,中國某品牌空調企業已經試用SiC來實現更高的節能指標。當然,這款空調是拿來去參加國際的比賽,短期內還不太可能出現在商用機上。

不過對於SiC的前景,于代輝表示:「碳化矽是功率元件的未來,我們現在不去做這塊市場,新興的技術所有的玩家的差距都很小,中國企業要投資進來,也很有機會。因此如果我們現在不投入到這個市場,將來有可能就會完全失去話語權;」他強調,英飛凌的SiC技術所覆蓋的十個重點行業,其中有八個是跟中國製造2025的行業相關。同時,SiC還將有機會助力中國家電業的產業升級,支援更節能環保的產品,幫助中國企業供給側從量變到質變的改革。

本文作者為EE Times China主編