【導(dǎo)讀】過去一年，產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先企業(yè)是如何抓住歷史機(jī)遇勇立潮頭？2023年，他們又將如何邁出新時(shí)代步伐？為此，行家說三代半、行家極光獎(jiǎng)聯(lián)合策劃了《產(chǎn)業(yè)領(lǐng)袖開年說——2023，全力奔跑》專題報(bào)道，本期嘉賓是意法半導(dǎo)體亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品部營銷和應(yīng)用副總裁 Francesco MUGGER。
受訪者：Francesco MUGGERI
意法半導(dǎo)體亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品部營銷和應(yīng)用副總裁
行家說三代半：過去一年，貴公司致力于SiC、GaN哪些方面的努力？主要做了哪些關(guān)鍵性工作？
Francesco MUGGERI：去年，意法半導(dǎo)體在SiC和GaN以及柵極驅(qū)動器方面投入很大。
在SiC MOSFET方面，650V和1200V兩個(gè)規(guī)格的汽車和工業(yè)級STPOWER三代產(chǎn)品進(jìn)入產(chǎn)量爬坡階段。關(guān)于柵極驅(qū)動器，我們強(qiáng)化了SiC MOSFET和GaN HEMT柵極驅(qū)動器的產(chǎn)品力。我們的柵極驅(qū)動器解決方案的目標(biāo)應(yīng)用不只是電氣化和電動汽車，還有新興市場和高端工業(yè)。在GaN方面，我們主要是集中力量研制650V HEMT晶體管。
在GaN功率晶體管方面，我們在2022年取得了長足的進(jìn)步。意法半導(dǎo)體專注于用GaN功率晶體管結(jié)合數(shù)字控制芯片開發(fā)高功率密度的AC/DC適配器和充電器解決方案。我們還研發(fā)了在一個(gè)封裝內(nèi)集成控制器IC和GaN功率開關(guān)管的有突破性性能的單封裝整體解決方案。我們的目標(biāo)是降低能源損耗，使用塑料等原材料，設(shè)計(jì)小巧輕量、使用方便、節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)品。
行家說三代半：2022年，貴公司在SiC, GaN產(chǎn)品、技術(shù)等方面有哪些新的突破？2023年會有哪些新規(guī)劃？
Francesco MUGGERI：在SiC MOSFET方面，我們的產(chǎn)品組合新增了第三代產(chǎn)品，為客戶帶來不同的電壓范圍、裸片尺寸和封裝選擇，其中包括高功率模塊。我們還下大力氣在意大利卡塔尼亞建造一座新的綜合工廠，落成后生產(chǎn)碳化硅襯底，這些舉措將降低我們半導(dǎo)體材料供給的對外依存度，建立一個(gè)安全的供應(yīng)鏈。
此外，我們還完成了新的電隔離柵極驅(qū)動器解決方案的產(chǎn)前技術(shù)測試。這些驅(qū)動器(STGAP2SICS和STGAP2SICSA)主要部署在工業(yè)市場的能源管理和高端工業(yè)應(yīng)用，以及汽車市場的車載和非車載電氣化應(yīng)用。
對于GaN，我們在2022年底完成了首款最高額定電壓1700V的電隔離柵極驅(qū)動器的產(chǎn)前技術(shù)測試，STGAP2GS這款芯片專門用于驅(qū)動增強(qiáng)型GaN FET晶體管。我們將很快向市場宣布這個(gè)消息。在分立器件GaN HEMT方面，我們推出了首款650V產(chǎn)品，此舉為我們擴(kuò)大產(chǎn)品系列鋪平了道路。
關(guān)于GaN功率晶體管，我們推出了四種解決方案。
● VIPerGaN65和VIPerGaN100是兩款高壓功率轉(zhuǎn)換器，在同一封裝中嵌入了GaN功率晶體管和先進(jìn)的準(zhǔn)諧振反激式控制器，輸出功率高達(dá)100W。
● ST-ONE和ST-ONEMP是兩款專門為GaN功率晶體管設(shè)計(jì)的數(shù)字控制器。ST-ONE是一系列高集成度的系統(tǒng)器件，內(nèi)置一個(gè)32位 Arm? Cortex? M0+內(nèi)核、有同步整流功能的有源鉗位反激式轉(zhuǎn)換控制器和USB-PD 3.1接口，采用嵌入式增強(qiáng)型電隔離方法。ST-ONE控制器芯片配合MasterGaN半橋功率級，能夠讓充電器保持高頻工作，縮小尺寸，同時(shí)提供超過94%的峰值能效。采用ST-ONE和MasterGaN設(shè)計(jì)的充電器比硅基充電器少用 75% 的塑料，能效高2%。事實(shí)上，假如世界上所有的充電器都用我們的產(chǎn)品，那么世界每年可以減少350萬噸的二氧化碳排放量。
今年，我們將進(jìn)一步擴(kuò)大第三代SiC MOSFET產(chǎn)品陣容，同時(shí)完成第四代技術(shù)的產(chǎn)前測試。STPOWER第四代SiC MOSFET代表了重大的技術(shù)迭代改進(jìn)，具有更高的性能和能效。我們的目標(biāo)是為客戶提供尖端解決方案，實(shí)現(xiàn)最佳能效，而這一最新進(jìn)展是我們朝著這一目標(biāo)又邁出了一步。我們也在加緊襯底外延綜合制造廠(歐洲同類首個(gè))的建設(shè)。
同時(shí)，我們很高興地宣布，意法半導(dǎo)體即將發(fā)布650V STPOWER G-HEMT GaN FET。這些創(chuàng)新的FET代表了我們在GaN領(lǐng)域的最新技術(shù)突破，我們迫切將其推向市場。此外，我們將加強(qiáng)公司在GaN半橋驅(qū)動器領(lǐng)域的產(chǎn)品力，推出高速、緊湊的產(chǎn)品，服務(wù)不斷增長的電源和能源市場，并支持在電機(jī)控制中引入GaN。
此外，我們的ST-ONE系列最近提高了功率處理能力，增加了一款140W輸出功率的ST-ONEHP?；赟T-ONEHP和MasterGaN1的充電解決方案是市面上首批符合新USB 3.1 EPR標(biāo)準(zhǔn)的充電器之一。
行家說三代半：2022年貴公司備受產(chǎn)業(yè)和市場的認(rèn)可，也獲得了“行家極光獎(jiǎng)”，能否談?wù)勝F公司能夠脫穎而出的優(yōu)勢有哪些？
Francesco MUGGERI：這一獎(jiǎng)項(xiàng)凸顯了我們在SiC領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)地位和意法半導(dǎo)體的先進(jìn)技術(shù)，以及可靠的制造策略。
對于柵極驅(qū)動器，意法半導(dǎo)體在電驅(qū)逆變器領(lǐng)域無人匹敵，憑借STGAP1BS碳化硅柵極驅(qū)動器成為全球純電動汽車電驅(qū)逆變器第一大芯片廠商。該獎(jiǎng)項(xiàng)還表彰了我們?yōu)閷拵栋雽?dǎo)體市場提供型號齊全的電隔離式和非電隔離柵極驅(qū)動器。
在全球市場上，我們的SiC市場份額超過50%，在電動汽車市場為60%。
行家說三代半：快速增長的新能源市場對第三代半導(dǎo)體提出了更多需求，貴司在該領(lǐng)域采取了哪些策略？在市場應(yīng)用方面有哪些進(jìn)展？
Francesco MUGGER：第三代產(chǎn)品現(xiàn)在正在取代上一代技術(shù)，在今年交付的訂單中，大約一半以上是新一代產(chǎn)品。
柵極驅(qū)動器是功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件，是滿足苛刻的系統(tǒng)要求的關(guān)鍵所在。柵極驅(qū)動器確保功率開關(guān)管正確運(yùn)行，取得最大的能效和穩(wěn)健性，滿足嚴(yán)格的能效法規(guī)要求。在這個(gè)條件下，意法半導(dǎo)體的戰(zhàn)略是提供業(yè)內(nèi)一流的柵極驅(qū)動器產(chǎn)品組合，最大限度地提高系統(tǒng)的總體能效。我們利用多年的系統(tǒng)研發(fā)沉淀為客戶提供市場領(lǐng)先的產(chǎn)品，并在應(yīng)用解決方案和參考設(shè)計(jì)中突顯這些產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，展示集成新型寬帶隙功率開關(guān)和柵極驅(qū)動器的功率級整體解決方案的高性能優(yōu)勢。
行家說三代半：2022年整個(gè)產(chǎn)業(yè)還面臨哪些壓力和挑戰(zhàn)？2023年，我們?nèi)绾螒?yīng)對這些挑戰(zhàn)？
Francesco MUGGERI：整個(gè)產(chǎn)業(yè)面臨兩個(gè)重大挑戰(zhàn)：新一代技術(shù)的性能和產(chǎn)能。
性能改進(jìn)是對SiC和GaN MOSFET的最優(yōu)物理參數(shù)的永無止境的追求，在實(shí)現(xiàn)更高的開關(guān)頻率和更小的封裝面積的同時(shí)，具有最高的魯棒性或耐變性和最高的工作溫度。我們認(rèn)為，意法半導(dǎo)體的技術(shù)現(xiàn)在處于領(lǐng)先地位，并將以產(chǎn)品性能繼續(xù)領(lǐng)跑市場。
第二個(gè)挑戰(zhàn)是產(chǎn)能。意法半導(dǎo)體正在大力投資建立強(qiáng)大的寬帶隙半導(dǎo)體垂直整合供應(yīng)鏈，以實(shí)現(xiàn)我們的具有挑戰(zhàn)性的增長目標(biāo)。
行家說三代半：能否為我們展望一下2023年第三代半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展前景？
Francesco MUGGERI：我們繼續(xù)投資研制第三代半導(dǎo)體技術(shù)，提供更多高能效的SiC和GaN解決方案。在SiC方面，我們的目標(biāo)是提供耗散功率、輸出電流和工作電壓都領(lǐng)先市場的功率開關(guān)管。面臨的挑戰(zhàn)是，在技術(shù)和封裝兩個(gè)層面，如何創(chuàng)建新的魯棒性和開關(guān)性能都十分出色的產(chǎn)品架構(gòu)。我們還增加GaN投資，抓住新的發(fā)展趨勢，力爭在氮化鎵市場復(fù)制我們的碳化硅成功故事。
行家說三代半：2023年，貴司有怎樣的規(guī)劃和目標(biāo)？在未來哪些方面有些新的增長點(diǎn)？
Francesco MUGGERI：汽車和工業(yè)領(lǐng)域的需求很高。在柵極驅(qū)動器方面，開發(fā)規(guī)劃的重點(diǎn)是電隔離SiC驅(qū)動解決方案和非電隔離GaN驅(qū)動解決方案。我們的目標(biāo)是開發(fā)成本效益、魯棒性、能效和功率密度俱佳的產(chǎn)品。
作者：行家產(chǎn)研Joyce
來源：行家說三代半
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