電源與能源管理對人類社會未來的永續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。意法半導(dǎo)體汽車和離散元件產(chǎn)品部(ADG)執(zhí)行副總裁暨功率電晶體事業(yè)部總經(jīng)理Edoardo MERLI指出,由於全球能源需求正在不斷成長,我們必須控制碳排放,並將氣溫上升控制在1.5度以下,減排對此非常重要,但要實現(xiàn)這些要有科技的支援,包括可再生能源的利用,ST對此也有制定一些具體的目標。
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意法半導(dǎo)體汽車和離散元件產(chǎn)品部(ADG)執(zhí)行副總裁暨功率電晶體事業(yè)部總經(jīng)理Edoardo MERLI |
僅就工業(yè)領(lǐng)域來說,如果能將電力利用效率提升1%,就能節(jié)省95.6億千瓦時(TWh)的能源。那麼這意味著什麼呢?舉個直觀的例子,這相當於節(jié)省了15個核電站的發(fā)電量、減排3200萬噸二氧化碳,或者是數(shù)千桶的石油。可以看到僅僅是工業(yè)領(lǐng)域?qū)﹄娏眯实奶嵘湍軌蛴腥绱梭@人的節(jié)能效果。永續(xù)發(fā)展一直是根植於我們企業(yè)文化的核心理念,ST早就宣布在2027年成為一家永續(xù)發(fā)展的企業(yè),也就是在2027年實現(xiàn)企業(yè)的碳中和。
ST要在2027年實現(xiàn)碳中和,這也與2021巴黎協(xié)定確立的2025年將升溫控制在1.5度以下的目標相符。ST非常希望,也在致力達成此一目標,這將透過利用可再生能源來達標。我們要在2027年降低電力消耗,目前我們正在積極參與和投身一系列相關(guān)項目和合作計畫,進而達成此目標。
Edoardo MERLI說,ST擁有多項新能源科技,比如寬能隙技術(shù)已經(jīng)催生出一系列相關(guān)應(yīng)用,幫助我們達成之前提到的目標。功率技術(shù)對達到高效應(yīng)用與節(jié)能降耗扮演著關(guān)鍵作用,其中的重點就是碳化矽和氮化鎵這兩種新材料,它們相較普通矽材料具備更好的效能。寬能隙半導(dǎo)體擁有運作電壓高、開關(guān)速度快、運作溫度高、導(dǎo)通電阻低、產(chǎn)生熱量少、耗散功率低、效能高這些優(yōu)勢,節(jié)能效果非常出色。由於兩種技術(shù)各有不同特點,各自的應(yīng)用情境也有所不同。
碳化矽與氮化鎵的應(yīng)用,主要是功率利用和開關(guān)頻率。可以看到碳化矽與氮化鎵導(dǎo)體能夠滿足的需求略有不同,簡單來說就是帶來更強的功率。碳化矽能夠提升開關(guān)頻率,而氮化鎵消耗的電能更少。這項技術(shù)與現(xiàn)有的矽科技能夠形成互補,不過功能上也有些許重疊,今後將會不斷優(yōu)化和完善。剛才講到碳化矽與氮化鎵催生了一系列新的應(yīng)用,也帶來了一些新的限制,這些都需要我們加深瞭解並突破。
碳化矽應(yīng)用涵蓋領(lǐng)域包括汽車製造、工業(yè)應(yīng)用等,許多優(yōu)勢對終端使用者都是顯而易見的。以電動汽車製造為例,碳化矽可用於製造牽引逆變器、充電樁、DC-DC轉(zhuǎn)換器等配套設(shè)備,這些能夠帶來更長的行駛里程、車輛自重的減輕,這些都是使用者在使用過程中可以直觀感受到的。除此之外當然還有性能更強的電動汽車充電站,碳化矽能夠加快充電速度,縮短充電時間,進而促進電動汽車的推廣和普及。
ST在碳化矽應(yīng)用領(lǐng)域的市場地位的重點摘要,擁有著相當高的市佔率,去年的市佔率已達50%,汽車領(lǐng)域甚至達到60%。ST的執(zhí)行長 Jean-Marc Chery曾經(jīng)說過,ST的目標是2024年在碳化矽領(lǐng)域達10億美元的年營收,包括電晶體、二極體和功率模組。我們希望與各行各業(yè)進行合作,包括所有汽車製造和工業(yè)界的一線OEM廠商,目前已有超過90個專案正在與這些產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)共同合作。
ST已經(jīng)推出第三代碳化矽技術(shù),第四代技術(shù)也將推入市場,預(yù)計今年年底就會獲得資格並上市。當然,我們致力於研發(fā)的不只是碳化矽技術(shù),也有深度參與許多其它晶圓的研發(fā)。為了充分發(fā)掘和發(fā)揮碳化矽、氮化鎵的性能優(yōu)勢,我們同樣需要探索許多類型的前沿理念和技術(shù)。
對於碳化矽這樣的新興技術(shù)來說,掌控甚至擁有自己的一整套產(chǎn)業(yè)鏈是非常重要的,ST也做了很多操作。目前我們已經(jīng)透過收購Norstel AB(已更名為ST SiC AB)完成建立生產(chǎn)線。我們亦有製造碳化矽基材並設(shè)立多家工廠,不斷擴充規(guī)模,進一步整合生產(chǎn)鏈,以進一步提升製造能力。義大利卡塔尼亞作為我們的重點基地之一也讓我們的生產(chǎn)能力獲得大幅度提升,我們在新加坡的生產(chǎn)線規(guī)模更是翻倍,目前我們正準備將生產(chǎn)線從6吋改造為8吋。我們還有在摩洛哥布斯庫拉和中國深圳的基地作為後段工廠。深圳是我們進行相關(guān)封裝的主要工廠,為領(lǐng)先的企業(yè)提供規(guī)模化的封裝。
ST碳化矽產(chǎn)能到2024年將比2017年提升10倍,而從2024年到2027年規(guī)模也將進一步擴充,發(fā)展空間巨大,我們建立這些大型工廠的目的就是滿足市場的需求、支援ST自己的發(fā)展。
ST產(chǎn)品策略在此領(lǐng)域也有開展一些併購,包括法國創(chuàng)新型企業(yè)EXAGAN,其中G-FET、G-Drive和D-Mode這些產(chǎn)品就是源於這間公司。我們也與臺積電合作,進而讓我們提前推出許多內(nèi)測科技產(chǎn)品,透過臺積電快速地推入市場。我們的最終目標是完善我們的內(nèi)測技術(shù),最終服務(wù)於我們清晰明確的產(chǎn)品策略。
目前我們針對氮化鎵產(chǎn)品已經(jīng)有完整的規(guī)劃,100V到650V各類產(chǎn)品將會陸續(xù)推出,這些都會透過ST 8吋工廠生產(chǎn)。我們在卡塔尼亞也有一條GaN-on-Si RF生產(chǎn)線用於生產(chǎn)氮化鎵產(chǎn)品,大部分都是針對5G和6G基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用。