近日,橫跨多重電子應用領域的全球領 先的半導體供應商意法半導體(STMicroelectronics,簡稱ST)舉行線上媒體溝通會,就其致力于的碳化硅(siliconcarbide,簡稱SiC)和氮化鎵(GalliumNitride,簡稱GaN)半導體解決方案,未來在汽車電氣化發(fā)展中的應用規(guī)劃,與媒體做了深度交流。
■碳化硅發(fā)展勢頭強勁
意法半導體是全球領 先的半導體公司,提供與日常生活息息相關的智能的、高能效的產品及解決方案。意法半導體的產品無處不在,致力于與客戶共同努力實現智能駕駛、智能工廠、智慧城市和智能家居,以及下一代移動和物聯網產品。享受科技、享受生活,意法半導體主張科技引領智能生活(life.augmented)的理念。公司2019年凈收入95.6億美元,在全球擁有10萬余客戶。
意法半導體擁有自有的制造設施并在研發(fā)中心附近建廠的經營理念,在全球建立了前后工序制造網絡(前工序指晶圓制造,后工序指芯片封裝測試),主要晶圓廠位于意大利的Agrate和Catania,法國的Crolles、Rousset和Tours以及新加坡,配套封裝測試廠位于中國、馬來西亞、馬爾他、摩洛哥和菲律賓。
本次媒體見面會,意法半導體著力推介其碳化硅和氮化鎵解決方案。以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代半導體(也稱作寬禁帶/寬帶隙半導體,WideBandgapSemiconductor,簡稱WBG)憑借其高效率、高密度、高可靠性等優(yōu)勢,在新能源汽車、通信以及家用電器等領域發(fā)揮重要作用,成為業(yè)內關注的新焦點。
在功率芯片和新材料推動下,汽車電氣化正在加速發(fā)展。其中,碳化硅使純電動汽車克服硅基器件的限制,取代了驅動電機逆變器和車載充電機中的硅基IGBT和二極管,具有能效提高、系統(tǒng)結構緊湊、輕量化、簡化冷卻設計、充電時間縮短、續(xù)航里程增加等特點。據悉,目前已有超過40%的純電動汽車采用碳化硅。
基于碳化硅發(fā)展勢頭強勁,意法半導體正在擴大對另一種前景很好的復合材料--氮化鎵的投入,以促進汽車、工業(yè)和消費市場客戶采用GaN功率產品。
■能效與可靠性出色
在見面會上,意法半導體汽車和分立器件產品部(ADG)大眾市場業(yè)務拓展負責人GiovanniLucaSARICA介紹,SiC和GaN兩種產品都具有同級產品中最 高的能效,對于研制電動汽車的汽車廠商來說,都是最 好的電源解決方案。
理論上,SiC是大于600V的高壓應用系統(tǒng)的最 佳選擇,例如,純電動汽車的驅動電機逆變器,而GaN則是功率轉換系統(tǒng)的理想解決方案,尤其適用于車載充電機或48V直流轉換器,非常適用于輕混汽車。也就是說,SiC是600V以上的高壓應用系統(tǒng)的最 佳解決方案,而GaN則是600V以下的應用系統(tǒng)的理想選擇。
SiC和GaN都具有許多技術優(yōu)勢,不僅可以提高能效,而且還可以縮小無源器件和冷卻系統(tǒng)的尺寸,使新能源汽車的模塊廠商能夠開發(fā)體積更緊湊的解決方案。眼下,GaN還是一項非常新的技術,市場規(guī)模還很小,但是很有前景。
意法半導體對這所提供的這兩種產品的可靠性非常有信心。GiovanniLucaSARICA進一步介紹,意法半導體在SiC研發(fā)上的投資力度很大。至今,擁有70多項SiC相關專利,掌握這種復雜制造技術的全部工序。事實上,目前業(yè)內只有意法半導體能夠提供量產且符合嚴格的汽車質量標準的SiC。產品可靠性之所以能達到客戶要求,歸功于意法半導體在汽車領域多年的研發(fā)經驗,以及走在SiC制造工藝最 前沿的堅定承諾。
同時,意法半導體也圍繞GaN展開了多項商業(yè)行動,如正在與最 大的科研機構和知名大學合作,探索GaN的物理和熱屬性,擴大在這種材料領域的專業(yè)知識??;除此之外,意法半導體還加入了JEDEC委員會的GaN專題工作組,該工作組旨在評估和制定最 佳的GaN測試方法和規(guī)范,使GaN產品達到汽車應用的可靠性要求。
■全力支持中國合作伙伴
根據獨立分析機構的預測,與傳統(tǒng)硅基解決方案相比,SiC解決方案可使整車半導體成本節(jié)省2,000美元。顯然,這是SiC給汽車制造商帶來的實實在在的成本效益。同時,SiC有助于提高車輛的性能,延長新能源汽車的續(xù)航里程,帶來更好的綜合用戶體驗,并使車輛充電速度更快。
所有這些要素對于新能源汽車的市場普及極為重要,政府產業(yè)鼓勵政策固然重要,但是,真正的市場需求、越來越多的可選車型、更好的用戶體驗以及產品優(yōu)勢,才是引爆電動汽車市場的關鍵。因此,意法半導體亞太區(qū)功率分立器件和模擬產品部區(qū)域營銷及應用副總裁FrancescoMUGGERI認為,與傳統(tǒng)硅技術相比,SiC和GaN等新技術目前還處于市場引入初期,但發(fā)展速度非???。
據悉,意法半導體專注于推動亞洲快速增長的汽車電氣化趨勢。而聚焦到世界范圍內最 大且發(fā)展最 快的電動汽車市場——中國,意法半導體又準備了哪些針對性的解決方案呢?
意法半導體亞太區(qū)汽車產品市場及應用高級總監(jiān)MHTEY分析,中國在發(fā)展新能源汽車產業(yè)和市場方面具有一定優(yōu)勢,政府大力支持該產業(yè)發(fā)展,并提供大量資金,以建立必要的基礎設施,制定和執(zhí)行嚴格的排放法規(guī)和污染防控政策,以及提供誘人的鼓勵政策,拉動新能源汽車銷售增長。中國新能源汽車產業(yè)已經成熟,有一個發(fā)達、完善的原材料供應鏈,并且沒有電力和光伏能源供應限制,最 后但同樣重要的是,與傳統(tǒng)內燃機汽車產業(yè)不同,新能源汽車產業(yè)沒有被知識產權瓶頸所限。
MHTEY
意法半導體2018年在上海成立了新能源汽車技術創(chuàng)新中心,截止到目前,已經與國內大多數主要新能源汽車制造商展開合作,并創(chuàng)造了許多成功案例;還支持國內一級供應商開發(fā)國內專用產品,旨在提高其市場和解決方案的競爭力,以滿足國內客戶和市場的需求。
眾所周知,中國市場和消費者對產品要求苛刻,而且對成本敏感,當然,以犧牲性能和質量為代價換取低成本是行不通的。意法半導體協(xié)助國內戰(zhàn)略客戶開發(fā)本地專用的ASSP,確保他們能夠進一步提高解決方案的競爭力,與國際跨國公司抗衡;還與本地技術設計公司和軟件公司緊密合作,不僅提供完整的系統(tǒng)應用參考設計,而且提供完全符合ISO26262和AUTOSAR要求的參考解決方案,以進一步滿足客戶的整體開發(fā)周期要求,縮短開發(fā)時間,從而進一步擴大技術覆蓋范圍,提高支持力度和服務質量。
GiovanniLucaSARICA強調,在意法半導體的汽車總體戰(zhàn)略中,中國市場占有極為重要的地位,并且是重要的市場參與者,意法半導體堅守盡最 大努力支持中國合作伙伴研發(fā)新能源汽車的承諾。
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