隨同新動力多利用市場的蓬勃成長，第三代半導體技巧對新質生孩子力的支持感化日益加強。以碳化硅和氮化鎵為代表的寬禁帶半導體已成為綠色動力財產成長的主要推進力，輔助完成更高的功能、更小的尺寸、更輕的份量、以及更低的總本錢。作為全球功率體系範疇的半導體引導者，英飛凌在第三代半導體如碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）範疇連續布局，經由過程技巧立異、產能擴大及市場利用拓展，為光儲、智能家居、新動力car 等低碳化趨向下的要害行業供給了高機能的功率半導體處理計劃，推進了行業的綠色轉型和可連續成長。
近日，全球功率體系和物聯網範疇的半導體引導者英飛凌攜普遍的功率及電源類半導體產物表態“2024慕尼黑上海電子展”。以“低碳化和數字化推進可連續成長”為主題，周全展現了英飛凌在綠色低碳可連續技巧範疇的深摯積淀，以及在綠包養色動力與產業、智能包養家居、電動car 等利用市場的立異處理計劃。
在展會時代，英飛凌還初次舉行“2024英飛凌寬禁帶包養網論壇”，聚焦于第三代半導體新資料、新利用的最新成長結果，與行業伙伴配合切磋寬禁率領域的利用與成長，聯袂推進低碳化和數字化的成長過程。
在9日上午的主論壇收場致辭中，英飛凌科技全球高等副總裁及年夜中華區總裁、英飛凌科技花費、盤算與通信營業年夜中華區擔任人潘年夜偉指出，“半導體處理計劃是完成天氣目的的要害，寬禁帶半導體能明顯晉陞動力效力，推進完成低碳轉型。”在以後綠色低碳化的年夜佈景下，以碳化硅和氮化鎵為代表的寬禁帶半導體作為新資料和新技巧已開端普遍利用于包養新動力、電動car 、儲能、快充等多個範疇。作為行業引導者，英飛凌憑仗連續的技巧改革與市場布局，在寬禁帶半導體範疇施展著引領感化，努力于知足經濟社會成長對于更高能效、更環保的半導體產物的需求。“
潘年夜偉接著先容了全球天氣變更的嚴重情勢，指出碳排放日益增添，全球溫度不竭降低。他誇大，在如許的包養佈景下，寬禁帶半導體資料如碳化硅和氮化鎵，因其在節能方面的優勝機能，成為處理天氣題目的主要使能技巧。需求指出的是，寬禁帶半導體器件具有體積小、功耗低、高能效等特徵，可以年夜幅晉陞動力應用效力，從而削減碳排放。
他進一個步驟闡明，英飛凌在全球功率體系範疇處于搶先位置，尤其是在碳化硅和氮化鎵技巧上積聚了豐盛的經歷。英飛凌在碳化硅範疇擁有20多年的技巧積聚和利用經歷，其周全的產物息爭決計劃組合普遍利用于光伏、儲能、電機驅動、數據中間和通訊電源、新動力car 充電以及車載充電器等多個範疇。潘年夜偉特殊提到，英飛凌正在連續擴建馬來西亞居林工場，旨在將其打包養網造為全球最年夜的200毫米(8英寸)碳化硅功率半導體晶圓廠，并打算在東西的品質驗證經由過程后的3年內周全過渡到200毫米(8英寸) 產能，以知足市場需求。
此外，英飛凌在往年景功收買了GaN Systems公司，這一收買進一個步驟加強了其在氮化鎵範疇的競爭力。兩家公司經由過程在技巧和專利上的上風互補，使得英飛凌在氮化鎵的產物開闢和利用推行上更具上風。潘年夜偉指出，英飛凌和GaN Systems的聯合，強大了英飛凌本身的氮包養化鎵產物聲勢，今朝英飛凌共有跨越350個氮化鎵技巧專利族和450位氮化鎵技巧專家，極年夜地加強了其在寬禁帶半導體範疇的技巧實力和市場競爭力。
潘年夜偉還提到，英飛凌將來將持續推動低碳化的公司愿景，經由過程與客戶和一起配合伙伴的合作無懈，配合應對天氣變更的挑釁。英飛凌努力于經由過程高效的半導體技巧，推進全球向低碳經濟轉型，發明一個加倍環保和可連續的將來。
邱柏順：全球碳化硅與氮化鎵市場最新趨向及瞻望
Yole Group化合物半導體資深剖析師邱柏服從行業剖析的角度向與會者分送朋友了全球碳化硅與氮化鎵市場最新成長趨向及瞻望。
邱柏順指出，電氣化是以後全球的一個要害趨包養網向，一切裝備都需求電力驅動，而半導體在此中起到主要感化。綠能再生動力，如光伏和風電，是將來的利用標的目的。此外，進步體系能效、減小裝備體積和碳排放也是主要標的目的。
在這些趨向中，有幾個項目值得留意。例如，將來的體系需求更高的包養功率密度，使得體系變得更小但功率更年夜。此外，混雜處理計劃將光伏、儲能和充電整合在一路，完成更高集成度。智能化和數字化也是將來體系的成長趨向。
邱柏順還深刻切磋了功率利用的分歧水平。從低功率利用，如手機和家電，到中功率利用，如car 和產業，再到高功率利用，如光伏、風電和電網，碳化硅和氮化鎵在這些分歧的利用中都有宏大的市場潛力。
碳化硅在car 行業的利用今朝最為主流，將來將向更高功率成長。而氮化鎵則從低功率利用，如手機充電器，慢慢擴大到其他花費類產物，并盼望在車載利用中獲得衝破。Yole Group猜測，將來五年，氮化鎵市場範圍將到達22億美元，而碳化硅市場範圍將到達100億美元。
邱柏順表現，SiC 已逐步在電動車主驅逆變器中飾演要角，2023年SiC全球市場曾經到達27億美元，此中car 占據70%到80%的市場，將來跟著電氣架構將往800V邁進，而耐高壓SiC 功率元件預感將成為主驅逆變器標配。此外，還有光伏、風電，這兩個範疇對SiC需求，將來可以占據15%到20%的市場份額。從全球來看，中國在新動力車市場上占有跨越一半的份額，充電樁多少數字也遠高于其他國度。歐洲和美國在推進新動力車方面也有顯明增加，但仍落后于中國。
將來幾年，800伏電動car 市場將敏捷增加，采用碳化硅計劃的車型將逐步增多。充電器市場方面，AC-DC和DC-DC拓撲構造將進一個步驟成長，碳化硅在這些範疇也將有更普遍的利用。
今朝，全球有很多碳化硅生孩子制造工場正在運轉或扶植中，包含意法半導體、英飛凌等公司在歐洲、美國、西北亞和中都城有布局。將來，從6英寸到8英寸的成長將是要害。氮化鎵方面，手機充電器是今朝最重要的利用市場，將來將擴大到更多的花費類和car 利用走進裴母的房間，只見彩修和彩衣站在房間裡，而裴母則蓋著被子，閉著眼睛，一動不動地躺在床上。。氮化鎵在數據中間和AI辦事器中的利用也有很年夜潛力，特殊是在節能和高能效方面。
最后，從供給鏈角度看，IDM形式將在將來獲得更普遍的利用和承認，特殊是在車用半導體和數據中間等細分市場中，包養芯片廠商會廣泛采用IDM形式。代工場和無晶圓廠形式仍將存在，但全部行業的營業形式將逐步向IDM形式傾斜。
寬禁帶半導體加快“低碳化”和“數字化”范式變更
英飛凌科技副總裁、英飛凌科技花費盤算與通信營業年夜中華區市場營銷擔任人劉偉師長教師和英飛凌科技副總裁、英飛凌科技產業與基本舉措措施營業年夜中華區市場營銷擔任人沈璐密斯帶來了主題演講《寬禁帶立異技巧加快低碳化和數字化》。
基于在SiC範疇的豐富積聚，英飛凌擁有40多年對SiC工藝制程、封裝和掉效機理的懂得，全球最年夜的8英寸碳化硅功率晶圓廠以及業界最普遍的SiC產物組合、利用市場、客戶群籠罩。尤其是發布的新一代CoolSiCTM MOSFET Gen2技巧，與上一代產物比擬，將MOSFET的重要機能目標（如能量和電荷儲量）進步了20%，明顯晉陞全體能效。
在GaN方面，自往年10月完成收買氮化鎵體系公司（GaN Systems），今朝英飛凌的氮化鎵產物組合包含高壓和中壓的BDS、感測、驅動和把持系列，可普遍利用于AI辦事器、車載充電器（OBC）、光伏、電機把持、充電器和適配包養網器等。如在AI辦事器範疇，基于AI體系對更高功率的需求，進一個步驟增添了半導體的應用量。
沈璐起首登臺，她誇大了2020年后全球面對的宏大不斷定性，同時指出全球正在經過的事況數字化和低碳化的范式變更。這一變更，不只轉變了技巧成長的標的目的，也重塑了全球市場的格式。
沈璐展現了一組關于低碳化的數據：2023年7月成為人類汗青上最熱的一個月，但這一年也是全球可再生動力裝機量年夜幅增加的一年，新增裝機容量到達510吉瓦，同比增加50%。她特殊提到，中國在2023年完成了可再生動力發電裝機總量占全國總裝機比重一半以上的里程碑。這表白，全球在下降二氧化碳排放方面曾經告竣共鳴，低碳化的本質是電氣化，無論在發電端仍是用電端。
依據國際動力署的猜測，到2030“也不是全都好，醫生說要慢慢養起來，至少要幾年的時間，到時候媽媽的病才算是徹底痊癒了。”年全球對于光伏裝機量的總需求將到達5400吉瓦，是2023年全球光伏裝機量的4倍。而新動力car 的成長異樣帶來宏大的需求，估計到2030年全球新動力car 銷量將到達5400萬輛，是2023年的3倍擺佈。沈路指出，這標志著全球可再生動力和新動力的成長才方才起航。
隨后，沈璐具體講授了碳化硅技巧的利用遠景。她提到，將來五年內，80%以上的碳化硅將利用于電動car 相干範疇，這此中就包含了車載充電器。同時，在光伏升壓站和儲能利用範疇，碳化硅也展示出宏大的利用遠景。碳化硅技巧不只能晉陞體系效力，還能下降體系體積，進步動力轉換效力。沈璐指出，這對工貿易場景中的儲能利用尤為主要，碳化硅是輔助企業晉陞投資報答率的最佳技巧。
沈璐持續先容道，除了光伏和儲能之外，碳化硅在分歧電源利用場景、數據中間不中斷電源、軌道路況牽援用電、熱泵和燃料電池車的空氣緊縮機驅動等方面，也展示出不成替換的感化。
隨后，劉偉分送朋友了數字化的相干數據以及聯合利用的深入洞察。他誇大，數字化曾經深刻到日常生涯中的方方面面，并在電力耗費上提出了新的挑釁。他指出，中國數據中間在2022年耗費了全國總用電量的3%擺佈，估計到2025年這一比例將晉陞至4-5%。此外，GPT-4的練習用電量到達了驚人的2億度電，這相當于數萬家庭一年的總用電量。
劉偉還提到，到2027年全球物聯網終端裝備將衝破300億個，這些裝備對電力的需求將明顯增添。他表現，人工智能的成長異樣需求大批的動力，并援用數據表白，跨越三分之二的碳排放來自動力的生孩子和應用。是以，進步動力的生孩子、傳輸、應用和存儲效力，是全球節能減排的主要課題。英飛凌的寬禁帶半導體技巧將在電力轉換和功率密度晉陞方面施展要害感化。
接上去，劉偉具體先容了氮化鎵技巧在各個範疇的利用。他提到，氮化鎵包養網充電器因其高功率密度和高效力，曾經成為市場上的主流產物，包養網普遍利用于手機充電器和數據中間等範疇。劉偉還指出，在電動car 的OBC和DCDC利用場景中，氮化鎵技巧也展示出宏大的潛力，可以或許完成更高的功率密度和效力。
劉偉持續分送朋友了英飛凌在氮化鎵範疇的計謀和市場布局。他提到，英飛凌經由過程收買GaN Systems，極年夜豐盛了其產物組合，可以或許籠罩普遍的包養網“電壓范圍且擁有多種封裝技巧，可以或許知足分歧利用的需求。此外，英飛凌今朝在氮化鎵範疇擁有跨越350個氮化鎵技巧專利族，連續引領行業成長。他特殊提到，英飛凌在奧天時和馬來西亞設有自有制造工場，同時也有內部代工一起配合伙伴，可以或許確保供給鏈的平安和穩固。
最后，劉偉總結道，氮化鎵市場範圍估計到2029年將跨越22億美元，英飛凌在這一範疇的引導位置無可搖動。經由過程連續的技巧立異和市場布局，英飛凌將在將來動力轉換和數字化轉型中施展主要感化。
華中科年夜傳授彭晗：寬禁帶功率器件利用機會和挑釁
在一場湊集了浩繁電力電子範疇專家的論壇上，華中科技年夜學傳授、博士生導師彭晗密斯以其深摯的學術佈景和豐盛的研討經歷，為與會者帶來了一場名為“寬禁帶功率器件利用機會和挑釁”的主題演講。她的演講從電力電子半導體器件的成長過程開端，刻畫了一個從傳統硅基器件到現在寬禁帶功率器件的技巧演進經過歷程。
彭晗傳授指出，電力電子的成長經過的事況了晶閘管、硅MOSFET和硅IGBT三個主要階段。現在，跟著技巧的提高，寬禁帶功率器件曾經成為了新的焦點。她具體先容了寬禁帶功率器件在擊穿電壓、飽和載流子速度、導熱導電機能等方面的優勝性，這些特徵使其在高壓、低溫和高速場所具有顯明的上風。她說：“寬禁帶功率器件曾經成為電力電子設備的一個主流包養器件，也推進著變換器向高頻、高壓和高效的標的目的成長。”
在市場範圍上，彭晗傳授特殊提到了碳化硅器件。她分送朋友了碳化硅器件在市場份額、滲入率和年復合增加率上的傑出表示，并深刻剖析了碳化硅器件的兩種主流構造：立體型和溝槽型。她說明道，立體型工藝絕對簡略，器件分歧性好；而溝槽型由于無JFET區域，導通電阻和輸出電容更小，特殊合適高壓年夜電流的利用場所。
接著，彭晗傳授還具體會商了氮包養化鎵器件。她指出，氮化鎵器件與傳統的硅基器件有著明顯的差別，其立體型構造和高載流子密度使其在導通電阻和開關速率方面表示凸起。但是，氮化鎵器件的耐擊穿電壓較低，短路耐受才能也不如其他器件，這些特徵在某些利用場景中需求特殊留意。
彭晗傳授還對照了車規IGBT、碳化硅MOSFET和氮化鎵器件的靜態參數和輸入特徵，指出了各自的優毛病。她提到，IGBT在小電流下的導通壓降較高，但在年夜電流下表示優良，實用于低溫任務周遭的狀況。而碳化硅MOSFET在小電流下的表示則優于IGBT，但在年夜電流下其導通電壓較高。
在講授完技巧細節后，彭晗傳授還分送朋友了寬禁帶功率器件在利用中的機會和挑釁。她誇大，進步功率變換器的效力和功率密度，以及確保高靠得住性，是寬禁帶功率器件利用的主要標的目的。她以辦事器電源為例，闡明在AI技巧日益成長的明天，進步能量效力的主要性，并指出在遠洋航天等請求高的利用場所，高功率密度和高靠得住性尤為要害包養網。
但是，她也指出，寬禁帶功率器件在現實利用中仍面對著很多挑釁。例如，分歧工況和時光標準下的特徵熟悉尚不周全，特殊是在開關速率快、寄生參數高的情形下，電壓電流過沖和電磁攪擾的加強都是需求處理的題目。此外，寬禁帶功率器件的老化和掉效機制也需求進一個步驟研討，以確保其在極端工況下的靠得住性。
彭晗傳授以中國動力局白皮書中的新型電力體系扶植為例，瞻望了寬禁帶功率器件在將來電力體系中的利用遠景。她提出，在電力體系中應用新型功率器件，可以明顯晉陞要害裝備的容量、效力和經濟性，這對將來電力體系的扶植具有主要意義。
寬禁帶讓動力效力更上一層樓
在技巧市場方面，英飛凌科技副總裁、英飛凌科技花費、盤算與通信營業年夜中華區技巧市場擔任人陳志豪和英飛凌科技高等技巧總監、英飛凌科技產業與基本舉措措施營業年夜中華區技巧市場擔任人陳立烽則從技巧利用的角度先容了英飛凌寬禁帶產物若何助力動力效力晉陞。如Si 、SiC 和GaN三種半導體資料器件的技巧特徵對照，指出固然硅超等結在低開關頻率中占優，但SiC和GaN終將主導新型拓撲構造和高頻利用；聯合CoolSiC™和CoolGaN™的技巧特徵及上風，分辨在分歧範疇的典範利用案例，如在公共電源轉換（PCS）體系中采用SiC模塊，可完成>99%的效力，CoolGaN™雙向開關在微型逆變器中的利用等。
陳志豪師長教師起首提到，據Yole猜測：到2028年，碳化硅和氮化鎵的總價值將占功率半導體市場的30%以上。要害利用範疇包含電動car 、混動車、再生動力、疾速充電和數據中間。英飛凌同時擁有碳化硅、氮化鎵和硅襯底的功率器件，每種器件在分歧的利用場景中展示出分歧的上風。
陳志豪指出：“這幾個範疇，如電動ca包養網r 、混動車，再生動力，疾速充電，數據中間，這些利用範疇斷定會是推進寬禁帶半導體市場晉陞的重要動力。”他誇大英飛凌在這些利用中不竭立異和優化，以進步動力效力和體系機能。
陳立烽師長教包養網師進一個步驟說明了寬包養網禁帶半導體的利用。他具體講包養網授了幾種拓撲架構，包含硬開關的拓撲架構（如PFC圖騰柱），軟開關的拓撲架構（如LLC），以及半橋拓撲架構。這些架構中，碳化硅和氮化鎵器件在高頻硬開關利用中表示傑出。
他展現了一張利用圖，具體描寫了各類器件的機能和利用場景。例如，在PFC圖騰柱的架構中，碳化硅和氮化鎵器件因其優良的高頻硬開關機能而被普遍利用。陳立烽說明說：“基礎上沒有措施應用傳統硅器件在這種架構中到達所需的效力和功率密度，寬禁帶器件則可以或許很好地處理這個題目。”
演講中陳立烽提到，碳化硅和氮化鎵在硬開關利用中具有明顯上風，特殊是在高頻硬開關場景下。碳化硅在開關損耗和導通電阻方面表示優勝，且不受溫度影響。氮化鎵在電壓型和電流型把持利用中展示出分歧的特徵，實用于各類高效能利用。
陳立烽具體說明了氮化包養鎵器件的兩種把持類型：電壓型把持和電流型把持。他指出：“電流型把持的氮化鎵把持機制復雜一些，但在特定利用中可以或許供給更高的效力和機能。”這種細致的剖析輔助與會者更好地輿解分歧類型寬禁帶器件在各類利用中的上風。
陳立烽師長教師展現了碳化硅MOSFET在混雜式太陽能逆變器中的利用，經由過程進步開關包養網頻率和削減損耗，完成了明顯的效力晉陞。在分歧開關頻率下，應用CoolSiCTM，可將總半導體損耗下降約41%。包養這種明顯的損耗削減，使得碳化硅器件在高頻率利用中具有顯明的上風。
他還分送朋友了一個三電平ANPC架構的案例。在這種架構中，碳化硅器件展現出極高的效力，到達了99.35%。這種高效力使得碳化硅器件在高功率利用中成為幻想選擇。此外，碳化硅器件在溫度穩固性和高頻機能方面也表示傑出，使其在各類復雜利用中具有普遍的實用性。
此外，陳志豪師長教師先容了數據中間利用中的拓撲架構，特殊是英飛凌自立研發的3.3千瓦辦事器電源design。該design采用了多層堆疊技巧，應用英飛凌的碳化硅和氮化鎵器件，進步了功率密度和效力。英飛凌的新一代把持器將在將來辦事器電源中飾演焦點腳色。
他展現了一張具體的拓撲圖，說明了從AC輸出到DC輸入的全部功率轉換經過歷程。在這個經過歷程中，英飛凌的碳化硅和氮化鎵器件分辨在分歧的階段施展要害感化。經由過程這種design，英飛凌勝利地將辦事器電源的功率密度進步了約兩倍，從60W/in3到達了160 W/in3。
陳志豪特殊指出：“經由過程進步效力，可以把要處理的散熱題目戰勝失落。”這句話完善歸納綜合了寬禁帶半導體在晉陞動力效力和體系機能中的主要性。
最后，陳志豪師長教師和陳立烽師長教師總結了寬禁帶半導體在進步動力效力方面的明顯感化。英飛凌經由過程周全布局硅、碳化硅和氮化鎵產物，為各類利用供給高效能處理計劃。他們誇大，英飛凌在寬禁帶半導體範疇的周全布局，不只包含高壓的OptiMOSTM系列，中壓的Co包養olGaNTM系列，還包含高壓的CoolMOSTM SJ MOSFET和TRENCHSTOPTM IGBT系列。經由過程這種周全的產物組合，英飛凌可以或許知足各類利用需求，為客戶供給最優的處理計劃。
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