英飞凌程文涛：第三代半导体助力低碳互联

电子发烧友网报道（文/黄晶晶）近日，在第九届EEVIA年度中国电子ICT媒体论坛暨2021产业和技术展望研讨会上，英飞凌电源与传感系统事业部市场总监程文涛分享了主题为低碳互联时代的第三代半导体技术发展演进的演讲。他提到在能源转换效率的提升上面，第三代半导体起到关键作用，能够有效推动绿色能源、碳中和等目标的实现。

英飞凌电源与传感系统事业部市场总监程文涛

当前，高能效解决方案对于促进全球发展和满足由此产生的能源需求越来越重要。电力将成为21世纪最重要的能量载体，英飞凌为电力产业链的每个环节提供半导体，例如风力发电、光伏发力，输电/储能，提供稳定高效供电，用电方面提供高效用电，增效节能的方案等。



英飞凌主要提供的产品包括IGBT模块、SiC模块、分立式功率器件、驱动器IC、MCU、SiC MOSFET、SiC二极管、GaN HEMT等等。

程文涛介绍，英飞凌对于提高能效方面提供CoolSiC MOSFET和CoolGaN HEMT两大品牌的产品。其中，CoolSiC MOSFET将功率密度和性能提升至新的高度，具有最高导热系数，支持标准驱动器，可以实现更简单的拓扑，支持紧凑型设计方案。

CoolGaN HEMT能够以最高开关频率工作，具有高能效和最高功率密度，真正零反向恢复电荷，可选芯片级集成，支持系统集成等特性。

程文涛表示，当前，采用第三代半导体能够提升器件的开关频率，有助于能源转换，并且可以将体积做得更小，这一点在充电器上体现得非常突出。而第三代半导体由于它的禁带宽度远远高于硅，因此它做出来的器件的寄生参数特别小，从而提升效率。

另外，英飞凌的碳化硅采用沟槽式，这种结构解决了大多数功率开关器件可靠性的问题。“现在用的大都是平面结构，它难以在导通损耗和长期可靠性上得到平衡。你给它加点电就能导通得非常彻底，那么它的门级就需要做得非常薄，这个很薄的门级结构，在长期运行的时候，在大批量运用的时候，就容易产生可靠性的问题。如果你要把它的门级做的相对比较厚，就没办法充分利用沟道的导通性能，而沟槽的做法就能够平衡这两个问题，这是英飞凌的碳化硅。”程文涛说道。





虽然第三代半导体的价格远高于硅基半导体，不过在规模化之后价格的问题将迎刃而解。例如汽车应用的碳化硅会放量上涨。当前，2021年GaN和SiC的价格相似，但都明显高于Si。由于规模经济、缺陷密度和产量提高，以及向新一代的技术升级，WBG的价格迅速下降，WBG器件的价值最初来自于性能提升；随着价格下降，预计某些设计的系统成本将接近基于Si的设计。

在发电方面，到2025年，全球范围内，来自可再生能源的电力有望超过煤炭。如今，可再生能源发电成本已与燃煤发电成本持平。世界各国各行业要实现其二氧化碳减排目标，离不开可再生能源。英飞凌是排名第一的可再生能源发电用半导体供应商。

在用电方面，数据中心是用电大户。全球数据中心用电需求呈指数级增长，使得数据中心需要提高能效。数据显示，如果美国的每个数据中心都使用CoolGaN，那么每年可节电40亿度，减排二氧化碳200万吨。

在欧洲，为服务器和数据存储产品供电和散热消耗的电量，相当于欧盟总耗电量的2%，预计到2030年将达到78亿度电。英飞凌提供的解决方案可支持优化系统架构，实现性能强大的高效电源，同时大幅降低损耗并提高功率密度，从而降低散热要求。



另外，5G的用电问题也日益突出。5G要求重新规划网络，以优化网络基础设施能耗。数据流量和处理这些数据所需的用电量迅猛增长，使得基站运营商迫切需要节省电费。英飞凌可为5G网络提供完备的电源解决方案，实现独一无二的系统级价值主张，涵盖ACDC、DCDC、RFS。

英飞凌作为全球十大半导体公司之一，全球员工约46700名，致力于成为汽车电子、电源管理和驱动系统、传感器系统、安全互联系统、无线组合、差异化存储等领域的领导者。英飞凌已经取得汽车电子、功率半导体全球排名第一、微控制器全球排名第三的市场地位。并将通过优势的产品组合助力碳达峰碳中和目标实现。