持续碳化硅产品创新，践行绿色可持续发展——专访意法半导体功率与分立产品大中华区总监周志强
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2021年一个绕不开的话题是“双碳”，各行各业都在向着节能减排的方向努力，其中半导体厂商扮演着重要的角色——如何设计出创新的器件来提高能源利用效率，同时提升自身的生产效率来减少排放，是半导体厂商努力的共同方向。早在去年12月，意法半导体（ST）就承诺将在公司成立40周年前（ 2027年）实现碳中和，早于所有全球半导体厂商。而在近日其ACEPACK Drive ADP86012W2也荣获了2021年第十九届TOP10 POWER电源产品奖。21ic特地针对这一话题采访了意法半导体功率与分立产品大中华区总监周志强，他对于ST碳化硅产品上的发展规划和公司投资方向进行了深入的分享。
易用、紧凑、简单的SiC模块
业界提供的SiC产品通常有SiC MOSFET和SiC模块两种，其中SiC模块通常是将SiC MOSFET 与SiC SBD集成在一起，模块已经实现了在效率、散热等系统要求的知识积累，更易于系统集成商使用。周志强表示，作为行业领军企业，ST在芯片和封装两个维度不断推陈出新。封装方面，ST的方向是开发出功率密度更高，散热性能更好，寄生参数更小的模块；芯片方面，将继续减小单位晶圆面积的导通电阻，提高芯片的电流输出能力。此次获奖的产品凝聚了ST在SiC模块封装上独家的技术突破，提供一种叫做ACEPACK封装的SiC模块。（ACE：Adaptable, Compact and Easier PACKage）
据周志强介绍：“我们设计了 ST ACEPACK Drive ADP86012W2 模块以优化其效率，并以同等电池容量的情况下提供更长的续航里程（或使用更小、更轻的电池提供相同的续航里程）。ST ACEPACK Drive ADP86012W12 针对SiC 开关速度快的特点，对layout和引脚pin-out做了特别的优化 - 在模块上输出，以最大限度地减少功率损耗。此外，该ACEPACK Drive模块还采用了先进银烧结工艺将芯片和DBC (Direct Bonded Copper) 连接，在高低温冲击的过程中可以获得更高的可靠性。”
持续加大在碳化硅技术投资
碳化硅市场的增长潜力巨大，尤其在当下新冠等因素影响导致的缺货潮，更引发了大家的关注。所有的SiC厂商都纷纷进行了超大资金规模的产能投资，不少车厂也开始谋划进行自己的SiC设计到生产的搭建。据周志强分享，在国家大力推动碳中和的政策背景下，新能源相关产业链都将迎来大幅增长，除了新能源汽车，太阳能，风能，储能，以及数据中心等应用领域对于功率器件的需求量都将可持续增长。
“意法半导体在7月底宣布了ST制造出首批200mm 碳化硅(SiC)晶圆片。”周志强分享到，“首批200mm SiC晶圆片质量上乘，影响芯片良率和晶体位错的缺陷非常少。我们取得低缺陷率离不开意法半导体碳化硅公司(前身是Norstel公司，2019年被ST收购)在SiC硅锭生长技术开发方面的深厚积累和沉淀。现在，由于SiC晶圆升级到200mm还需要对制造设备和整体支持生态系统进行升级更换。意法半导体正在与供应链上下游技术厂商合作开发自己的制造设备和生产工艺。”
此外，意法半导体在建的意大利300mm模拟和功率晶圆厂项目预计将于今年底准备安装设备，2022 年下半年开始生产。ST还在8月19号宣布与科锐（Cree, Inc）扩大现有的多年长期碳化硅（SiC）晶圆供应协议。科锐旗下 Wolfspeed 是最大的 SiC晶圆供应商，同时也是SiC晶圆技术的领军企业。根据该更新的协议，科锐将在未来数年向意法半导体供应 150mm SiC 裸晶圆和外延片。
在40周年前实现碳中和承诺
对于半导体厂商而言，可持续发展有两个方向上的努力。一是在产品上创新，推出更好能效的产品和解决方案；二是自身在生产等环节上提高效率减少排放 ，践行可持续发展策略。对此，周志强表示：意法半导体一直以来秉持着坚韧的意志，以可持续发展的方式继续为持续发展的世界创造新科技，ST是1993年首批致力于可持续发展的大型工业公司之一，坚持为员工和所有利益相关者创造长期价值。 2020 年 12 月，意法半导体迈出了重要的一步，宣布到 2027年实现碳中和的承诺，早于所有全球半导体厂商。为了实现这一雄心勃勃的目标，ST已经建立了一个全面计划，并与专业合作伙伴和利益相关者进行协作， 获取他们的支持。
作为一家独立的半导体设备制造商，意法半导体与十万余客户、数千名合作伙伴一起研发产品和解决方案，共同构建生态系统，帮助他们更好地应对各种挑战和新机遇，满足世界对可持续发展的更高需求。
“为实现引领市场，意法半导体在第三代碳化硅技术上的投入非常大。 ST ACEPACK Drive 被评选为 Top10 电源产品，证明了我们的努力。 我们是碳化硅产品的领先企业，我们将继续在新能源项目上进行技术创新，以提高效率，降低能源消耗，并在实现碳中和方面发挥重要作用。”
受访人：
周志强
意法半导体功率与分立产品大中华区总监
部分参考链接：
- ST Offer for Power Modules
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