意法半導體:SiC新工廠今年投產,豐沛產能滿足井噴市場需求

回首2023，碳化硅和氮化鎵行業取得了哪些進步？出現了哪些變化？2024將迎來哪些新機遇和新挑戰？

為更好地解讀產業格局，探索未來的前進方向，行家說三代半、行家極光獎聯合策劃了《行家瞭望——2024，火力全開》專題報道。

本期嘉賓是意法半導體亞太區功率分立和模擬產品器件部市場和應用副總裁Francesco MUGGERI（沐杰勵）。

全工序SiC工廠今年投產

第4代SiC MOS即將量產

行家說三代半：據《2023碳化硅（SiC）產業調研白皮書》統計，2023年全球新發布碳化硅主驅車型又新增了40多款，預計明年部分車型會規模量產。貴公司如何應對市場需求的增長？

意法半導體沐杰勵：ST正在進行重大戰略投資，以提高碳化硅產能，滿足市場快速增長的需求。我們正在意大利新建一個全工序碳化硅襯底廠，并在中國成立了一家碳化硅合資企業，為汽車客戶電動化轉型提供一個可靠的供應鏈。

行家說三代半：貴公司如何看待中國新能源汽車市場？現階段，貴公司的碳化硅業務在中國EV市場取得了哪些成績？如何服務中國市場？

意法半導體沐杰勵：中國新能源汽車市場將繼續增長，國內頭部電動車企和一級供應商將我們的SiC產品廣泛用于電驅逆變器、車載充電機、直流/直流變換器（DC-DC）和電動壓縮機。

為了滿足中國新能源汽車市場快速增長的碳化硅需求，我們正在快速擴大寬禁帶器件產能。

●   大利卡塔尼亞新的全工序碳化硅襯底制造廠正在建設中，預計2024年開始投產。

●   2023年6月，ST宣布與三安光電成立合資企業，在中國量產200毫米碳化硅器件。該合資公司將支持中國汽車電動化發展，滿足市場對意法半導體碳化硅器件不斷增長的需求。

●   第四代SiC MOSFET技術將于2024年量產，以增強我們在性能和成本方面的競爭力。

超650萬汽車搭載ST SiC器件

服務＞75家汽車客戶

行家說三代半：針對EV市場，貴公司主推哪些碳化硅技術和產品？相較于其他企業，貴公司的優勢體現在哪里？

意法半導體沐杰勵：我們擁有一個陣容強大的基于平面技術的SiC MOSFET產品組合，這些產品非常適合新能源汽車電驅逆變器、車載充電機、直流/直流變換器（DC-DC）和電動壓縮機。平面技術工藝簡單，更適合大規模制造，品質因數FOM較低，動態性能較好，柵極氧化層耐受更高的電場強度，并確保目標應用具有很高的可靠性。

意法半導體對汽車應用有全面深入的了解，如今，已有650多萬輛純電動汽車搭載了意法半導體的SiC MOSFET，包括電驅逆變器、車載充電機、直流/直流變換器（DC-DC）。我們從2017年開始交付SiC產品，與全球超過75家整車制造商和一級配套廠商建立了業務關系。

為確保我們的產品具有全球一流的品質，發貨產品100%經過成品老化和晶圓級老化測試，老化試驗過程采用優化配方。先進的SiC MOSFET技術結合供應鏈垂直整合戰略，確保我們的產品性能、成本結構和供貨能力具有市場競爭力。

新能源、工業需求井噴

新建5大工廠提升產能

行家說三代半：除了汽車市場外，針對其他應用貴公司主推哪些碳化硅技術和產品？

意法半導體沐杰勵：除了汽車市場外，新能源和其他工業應用對SiC需求也出現井噴，我們專注這些應用，是這些市場中有吸引力的合作伙伴。

我們不斷創新寬禁帶技術，以應對各行各業新出現的挑戰。我們擁有廣泛的產品組合，包括650V、1200V、1700V以及即將推出的2000V新產品?；谄矫婕夹g的第三代產品已于2021年開始批量生產，用于汽車和工業應用，并擁有廣泛的分立和功率模塊產品組合。第三代系列在給定的芯片尺寸下具有更高的電流能力、更低的導通損耗、更低的開關損耗和更高的頻率（外形尺寸?。?。意法半導體最先進的SiC MOSFET技術和垂直制造戰略確保了我們在性能成本結構和供應能力上的競爭力。

行家說三代半：面對逐漸爆發的市場需求，貴公司有哪些舉措為客戶提供穩定的產品供應？

意法半導體沐杰勵：意法半導體確保為客戶提供一個靈活可靠的供應鏈，以支持他們的需求增長。為此，意法半導體正在大力投資技術研發和產能。

2022年，我們的資本支出約35億美元，2023年預計增長到40億美元左右。通過這些投資，我們正在升級300mm晶圓的產能布局，特別是寬禁帶產品的產能。

我們正在快速提高碳化硅和氮化鎵等寬禁帶產品的產能。除了前面提到的正在意大利卡塔尼亞建設的新的全工序碳化硅襯底制造廠以外，為滿足快速增長的氮化鎵市場的需求，我們還在法國圖爾擴大氮化鎵的產能。

此外，2023年6月，我們宣布與三安光電成立合資企業，在中國量產200mm SiC器件。該合資公司將支持中國汽車電動化以及工業電力和能源的發展，滿足市場對意法半導體碳化硅器件不斷增長的需求。意法半導體前端合資公司、深圳封測廠和三安200mm碳化硅襯底獨資工廠協同合作，為中國客戶提供了一個完全垂直整合的SiC價值鏈。新的合資碳化硅工廠計劃于2025年底投產。

除了SiC和GaN技術外，我們還是一家量產300mm數字芯片的半導體公司，將繼續投資擴大數字芯片的產能，同時還將提高300mm模擬芯片的產能。我們最近的投資項目是與格芯（GlobalFoundries）合作在法國克羅爾建300mm晶圓廠。我們還繼續投資建設在意大利米蘭阿格拉特新建的300mm模擬和功率晶圓廠。目前，我們正在投資提高產能，預計到2025年底達到設計產能?？傊?，這些投資將使300mm芯片產能在2022年至2025年間提高一倍。

創新SiP解決GaN挑戰

8英寸+技術沉淀滿足車規苛刻要求

行家說三代半：貴公司的氮化鎵業務也在發力，意法半導體將錨定哪些應用市場？

意法半導體沐杰勵：意法半導體正在積極開發GaN業務，重點目標應用領域包括AC-DC適配器和智能手機快充、服務器電源、電信基站、光儲充等工業應用等等。

行家說三代半：相較于其他氮化鎵企業，貴公司的氮化鎵“殺手锏”是什么？目前，貴公司的氮化鎵技術有哪些新的進展？

意法半導體沐杰勵：氮化鎵材料在半導體領域的應用由來已久，但在終端產品市場尚未廣泛應用。采用該技術面臨的一個挑戰是，氮化鎵功率器件需要精確的驅動信號才能正常工作，并提供最高的效率和性能，尤其是在高頻應用中。

意法半導體解決了這個問題，我們的方法是在一個系統級封裝（SiP）內集成柵極驅動器、控制器與氮化鎵功率管（例如，意法半導體的MasterGaN和 VIPerGaN產品系列），以優化驅動特性，最小化柵極驅動器和氮化鎵功率器件之間的距離，從而最大限度地減少寄生效應。

行家說三代半：目前，650V氮化鎵在充電頭等消費類電子領域已經進入了價格戰，貴公司會有哪些差異化市場路線？8英寸晶圓線能夠為貴公司提供哪些方面的賦能？

意法半導體沐杰勵：我們承諾為客戶提供高品質、高性能的氮化鎵產品，注重技術創新和產品可靠性。我們還與客戶合作開發定制化解決方案，滿足他們最終應用的特定需求。此外，除了消費類充電器/適配器應用之外，新能源、電動汽車和其他工業領域也存在應用機會，但是這些領域對氮化鎵技術的性能要求更高。

系統可靠性也是ST的一個戰略性專注點。200毫米晶圓生產線具有生產效率高的優勢，有助于我們大幅提高產能，滿足市場需求，同時保持產品高質量。

行家說三代半：在900V和1200V等更高壓等級氮化鎵產品方面，貴公司會有哪些規劃？有哪些應用？

意法半導體沐杰勵：我們正在仔細研究橫向結構1200V GaN晶體管是否適用于目前市場需求之外的未來應用。驗證器件性能和可靠性將是這些新的電壓級別器件開放路線圖的主線。

行家說三代半：在200V以下的氮化鎵技術方面，貴公司目前有哪些產品？有哪些應用？

意法半導體沐杰勵：雖然我們當前的GaN產品組合側重于200V以上的應用，但200V以下的器件已進入我們的技術開發計劃中，主要用于高能效移動設備充電器。

行家說三代半：如何看待氮化鎵在汽車領域的市場機會？貴公司的氮化鎵會如何開拓汽車市場？

意法半導體沐杰勵：GaN對想要提高電驅系統能效的車企具有吸引力。我們的目標是利用法國圖爾200mm晶圓廠和我們的電力電子技術沉淀，使我們的專有GaN晶體管產品能夠勝任車載充電機、直流/直流變換器（DC-DC），甚至電驅逆變器。從長遠來看，我們相信GaN對于滿足汽車苛刻的綠色低碳和性能要求至關重要。