CS International倡导绿色议程

随着人们将注意力转移到全球各地骇人听闻的冲突上，如今应对气候变化受到的媒体关注越来越少，这是可以理解的。但是，减少碳足迹并控制全球变暖的必要性仍然至关重要，并在今年的CS International上得到了应有的重视。

4月16日和17日，此次会议于布鲁塞尔举行，会上许多发言人详细介绍了为简化生产并提高高能效宽禁带器件的产量所做的努力，其他发言人则概述了光电器件如何在应对气候变化上发挥作用。

提高全球电气化程度、提高可再生能源发电形式的采用率、提高电气效率都能在减排方面取得重大进展。全球约有一半的电能用于驱动电机，而且这一比例还在不断增加。国际能源机构称，存在一个提高效率的巨大机会：机构表示，如果能源在电机中得到更有效的利用，那么就可节省约25%的全球用电量，而提高带隙较宽器件的采用率有助于实现这一目标。

全球SiC及GaN功率器件的产量增长为这一努力提供了帮助，由于许多制造商在努力提高产能，该趋势还将继续。其中就有意法半导体，其研究员兼研发设计总监Mario Saggio在CS International上概述了意法半导体的扩张计划。

Mario Saggio赞美了SiC的“杰出特性”，认为SiC器件的成本虽然高于硅器件，但在应用层面上SiC器件仍能节约成本。

意法半导体是SiC行业的老牌企业。早在25年前，该公司就开始投资SiC，去年SiC器件的销售额达到11.4亿美元。据Mario Saggio称，意法半导体在SiC MOSFET市场占据主导地位，份额超过50%。

意法半导体是功率行业的全球企业，拥有令人难以置信的垂直整合程度，整合范围从原材料延伸到SiC产品的设计和制造。该公司在瑞典北雪平（Norrköping）有一家SiC衬底工厂，主要制造150 mm衬底，并生产具有工业级质量和产量的200 mm衬底；在意大利卡塔尼亚（Catania）有一家新的综合工厂，以150 mm衬底生产器件。卡塔尼亚工厂今年开始试生产，其重大计划包括2024年实现量产、转而以200 mm晶圆进行制造、新增700名员工。

意法半导体继续发展其SiC平面MOSFET技术。2017年，其推出第二代器件，随后推出的第三代和第四代器件得益于缩小的JFET和改进的外延，之后又优化了边缘并额外改进了外延。意法半导体目前正在开发的第五代SiC MOSFET将受益于接触尺寸的缩小。

将第二代MOSFET与开发中的MOSFET相比，650 V MOSFET和1200 V MOSFET的比导通电阻分别降低了近40%和50%。Mario Saggio表示，目前正在考虑引入超结设计，以实现额外改进，进一步节能。

另一家对SiC有重大计划的公司是三安半导体，该公司是中国最大的LED芯片和外延片生产商。

宽禁带创新和应用工程总监Ajay Poonjal Pai代表三安半导体发言，他告诉与会代表，三安于2014年开始开发SiC技术，现已成为中国首家垂直整合的SiC器件制造商。该公司控制着从SiC晶体生长到功率器件封装的整个供应链。

在23亿美元投资的支持下，三安正在建设一个晶圆厂，Ajay Poonjal Pai将其称为最先进的超级晶圆厂。一期工程现已完工，晶圆年产量将增至200,000片。完成进一步工作后，晶圆年产量预计增至500,000片。目前生产的是150 mm SiC，但今年年底前该公司将转而生产200 mm晶圆。

三安凭借二极管进军SiC功率器件市场，且2022年的出货量超过1亿。在其第三代二极管的基础上，三安最近又推出了主打低正向电压的第四代二极管，以及具有高浪涌电流能力的第五代二极管。

今年晚些时候，三安将推出其首个SiC MOSFET系列。这一车规级产品组合将提供650 V、1200 V、1700 V的阻断电压。

另一个SiC拥护者是Wolfspeed。Pranjal Srivastava负责Wolfspeed的全球战略业务发展，此次代表Wolfspeed在CS International上发言，详细介绍了在25 kW三相电机驱动器中使用SiC器件（而不是硅器件）所带来的好处。

这一机遇具有“巨大的市场潜力”，可降低多达50%的损耗。

为了达成这一数值，Pranjal Srivastava及其同事比较了采用硅IGBT设计（工作频率为20 kHz，功率密度为3.5 kW/升）和SiC MOSFET设计（工作频率为45 kHz，功率密度超过4.6 kW/升）的功率因数校正装置的效率。该装置使用带隙更宽的器件时，可将峰值效率从97.2%提高到98.5%。此外，研究团队还考虑了逆变器性能的增益，其中SiC可使效率提高1.1%。

两项合计，效率增益总共为2.4%，相当于600瓦。Pranjal Srivastava计算得出，基于德国目前的电费，并假设该电机连续运行约15年，可节省7000多欧元的费用。