[原创] 功率半导体的头号玩家：英飞凌看好SiC器件的未来

从西门子剥离出来的英飞凌是欧洲名列前茅的半导体厂商。据相关数据显示，这家德国公司目前已经拥有了三万多员工，刚过去的一年的营收更是达到了创纪录的70.63亿欧元，较之前年有了明显的增长。而这主要得益于他们在汽车电子、工业功率控制、电源管理及多元化和智能化与安全等领域的强势表现。

尤其是汽车电子、功率半导体和智能IC方向这三个领域，更是英飞凌的绝对优势所在。统计数据显示，英飞凌在这三个领域分别获得了全球第二、第一和第一的份额，功率半导体方面的领先更是巨大。

英飞凌的市场领导地位

根据IHS Market的数据显示，英飞凌的功率半导体业务在2016年的市场份额高达18.5%，领先于排名第二的安森美一倍还要多，而这部分业务也占了公司总营收的60%。这主要得益于他们提供了覆盖发电、输配电和用电全能源供应链所需的组件、晶闸管二极管、驱动器、分立器件、模块和IPM等硅产品。

但随着全球对能源效率和排放要求的提升，传统的硅器件逐渐不能满足新的需求，为此业界开始探求新的解决方法，第三代半导体就成为业界的目标。征服了传统硅基功率器件的英飞凌也开启了他们的新征程。

作为第三代半导体的典型代表，SiC 材料拥有宽禁带、高击穿电场、高热导率、高电子迁移率以及抗辐射等特性，这就让使得SiC基的SBD以及MOSFET在高频、高温、高压、高功率以及耐辐射的应用场合相比硅基器件优势巨大。这些优势不单是体现在单个器件上，而是SiC的功率器件作为电力电子的功率转换中的核心部件，工作频率、效率及耐温的提升使得功率转换（即整流或者逆变）模块中对电容电感等被动元件以及散热片的要求大大降低，核心元件带动整个模块系统的优化才是最重要的。拥有多年功率器件设计器件的英飞凌正在推动这个技术的普及。

SiC器件的优势

凭借过往的技术积累、成功产品经验、对系统的了解还有可靠的供应方面的优势，英飞凌正在引领SiC的功率器件革命。

据英飞凌工业功率控制部门副总裁、大中华区副总裁于代辉介绍，英飞凌在SiC方面的研究已经超过了十五年，近年来更是投入三千五百万欧元对SiC设备和相关工艺的研发，并和可靠6英寸SiC晶圆供应商建立了可靠的合作关系，保证了其SiC晶圆的供应；再加上他们顶尖的研发和技术支持团队加持，英飞凌的SiC研发进展顺利，并推出了CoolSiC系列产品。

从英飞凌官网我们了解到，立足于大量的经验和兼容性的技术知识，英飞凌推出了开拓性的CoolSiC™ MOSFET技术，使完全的新品设计成为可能。与传统的基于的硅的IGBT和MOSFET开关相比，碳化硅MOSFET提供了一系列优势，其最佳的性能和可靠性为工程师的设计提供了前所未有的效率和系统灵活性。据了解，这系列产品能获得这么好的性能表现，与他们采取的设计方式密不可分。

英飞凌科技香港有限公司工业功率控制事业部总监马国伟博士告诉半导体行业观察记者，不同于市场上大多采用类似平面DMOS的设计，英飞凌的SiC产品是采用沟槽式概念，这种设计能缓和平面沟道的极低电导率，为此能够克服性能与鲁棒性之间的两难问题。

常见平面栅极MOSFET（左）和CoolSiC™沟槽栅MOSFET（右）的示意图

在今年，他们也将持续在这系列产品上面更新，于代辉表示。

英飞凌Cool SiC MOSFET产品计划2018

过去几年，依仗于芯片、分立器件和模块等多样化的SiC解决方案，英飞凌的产品在光伏、UPS/SMPS和电动汽车充电扥供应用领域获得不错的表现。但受成本和技术的限制，目前SiC器件还不能在牵引、电动车辆和电机驱动等领域渗透，但由于SiC器件能给这些应用带来更低的效率、成本，并降低产品尺寸，这就驱使英飞凌等厂商在这些领域进一步投入，于代辉强调。

英飞凌SiC产品的应用领域

但我们也需要承认，受限于成本和技术，与IGBT等相比，SiC产品的市场还不够大，Yole方面认为2年后，这个市场才能贡献四亿美金营收，到2022年也仅仅达到10亿美金。虽然目前市场还很小，但英飞凌非常看好这个产品的未来。尤其是在高端产品应用方面。SiC更是优势明显。国内厂商也瞄准了这个机会。在于代辉看来，SiC后续甚至可能是国产功率器件的一个机会。

据他介绍，在如IGBT等传统功率器件领域，英飞凌这些厂商的领先优势和技术积累深度非常明显，如果国内厂商想从哪个这些领域追上现在的领先者，非常有难道。但SiC这类产品，大家差距不大，国内企业追赶起来相对容易很多。

他同时强调，近年来，很多拥有SiC相关经验的优秀学者和工程师回国，加上国内供应链和材料等发展，中国在SiC方面大有可为。

文/半导体行业观察 李寿鹏

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