2022年11月15日至11月17日，意法半導(dǎo)體攜最新產(chǎn)品亮相2022慕尼黑華南電子展，所有展品覆蓋了智能出行、電源與能源管理、物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)三大領(lǐng)域。除了帶來(lái)眾多展品和陣容強(qiáng)大的專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)外，意法半導(dǎo)體還發(fā)表了兩場(chǎng)演講，其中一場(chǎng)是探討如何使用STM32和無(wú)線連接技術(shù)開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，另一場(chǎng)是討論碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體及其對(duì)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的影響。
展會(huì)期間，中自網(wǎng)邀請(qǐng)到意法半導(dǎo)體功率、分立及模擬器件部門(mén)應(yīng)用開(kāi)發(fā)經(jīng)理陳偉，就本次展會(huì)意法半導(dǎo)體重點(diǎn)展出的產(chǎn)品和解決方案進(jìn)行介紹，窺一斑而知全豹，我們可以從中了解到即將到來(lái)的趨勢(shì)變化。
碳化硅和氮化鎵產(chǎn)品成方案“主角”
電子行業(yè)賦能智能出行、電力與能源、物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)等領(lǐng)域促進(jìn)工業(yè)的發(fā)展，這三大領(lǐng)域在疫情出現(xiàn)后一直呈現(xiàn)出加速的態(tài)勢(shì)發(fā)展。而ST的長(zhǎng)期戰(zhàn)略基于這三個(gè)賦能趨勢(shì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
“我們?cè)谥悄艹鲂蓄I(lǐng)域主要特點(diǎn)是基于數(shù)字化的控制平臺(tái)STM32，為客戶(hù)打造更安全、更環(huán)保、更智聯(lián)的產(chǎn)品和出行體驗(yàn)。”陳偉表示，在電源和能源領(lǐng)域，ST有很多基于STM32 數(shù)字化的電源解決方案，還有很多應(yīng)用ST第三代半導(dǎo)體材料碳化硅和氮化鎵的方案，這些方案可以幫助客戶(hù)全方位地提高電源的轉(zhuǎn)換效率。此外，物聯(lián)網(wǎng)&互聯(lián)可以提供基于ST豐富的產(chǎn)品，如傳感器產(chǎn)品、嵌入式處理、連接技術(shù)、無(wú)線應(yīng)用、智能家居等解決方案。
30kW三相VIENNA PFC、基于ST的碳化硅MOSFET和STM32的3kW的5G通信電源、基于STM32的2KW三相交錯(cuò)并聯(lián)的ZVS TTP PFC、基于氮化鎵SGT120R65AL和MasterGaN1的19V-200W的AC-DC適配器、基于數(shù)字控制器ST-ONE和氮化鎵芯片MasterGaN 的65W USP PD適配器方案、100W無(wú)線充電方案以及給電動(dòng)工具充電的無(wú)線充電方案，這些都是本次展會(huì)在電源和能源領(lǐng)域重點(diǎn)展出的產(chǎn)品和解決方案。
“這些方案都是通過(guò)使用ST的碳化硅和氮化鎵產(chǎn)品來(lái)提高電源的效能和它的轉(zhuǎn)換效率。”陳偉進(jìn)一步舉例，像3kW的5G通信電源使用了ST的碳化硅MOSFET， 它的Qg和寄生電容很小，這樣使得整機(jī)的效率非常高，可以滿(mǎn)足通信電源80+效率標(biāo)準(zhǔn)最高的鈦金效率的標(biāo)準(zhǔn)。
通過(guò)優(yōu)化整體方案進(jìn)行成本控制
以目前的工藝來(lái)講，第三代半導(dǎo)體的成本還是遠(yuǎn)高于硅基半導(dǎo)體，那么意法半導(dǎo)體在應(yīng)用第三代半導(dǎo)體的同時(shí)如何提高自身的性?xún)r(jià)比呢？“通過(guò)優(yōu)化整體方案進(jìn)行成本控制。”這是陳偉給出的答案，他以氮化鎵的適配器為例，同樣的耐壓和導(dǎo)通電阻，一顆氮化鎵的功率管會(huì)比一顆硅基的MOSFET貴一些。但是從整體方案來(lái)看，氮化鎵的功率管可以提高開(kāi)關(guān)頻率和效率，效率提高使得熱管理更好，產(chǎn)品的體積也更小，這就省下了一部分機(jī)械方面的成本。
“我們一直在研究的不僅是碳化硅、氮化鎵功率管的技術(shù)，而是要針對(duì)性的發(fā)揮他們的優(yōu)勢(shì)。減少整個(gè)系統(tǒng)的成本或者減少整個(gè)方案的成本，性?xún)r(jià)比會(huì)更高。”陳偉表示，相信隨著氮化鎵和碳化硅技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)規(guī)模會(huì)越來(lái)越大，應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣，因此成本也會(huì)逐步降下來(lái)。
談及意法半導(dǎo)體在碳化硅上的優(yōu)勢(shì)時(shí)，陳偉稱(chēng)，意法半導(dǎo)體是業(yè)界少數(shù)具有高可靠性、高能效碳化硅功率半導(dǎo)體研發(fā)的領(lǐng)導(dǎo)廠商之一，并始終致力于技術(shù)的研發(fā)與升級(jí)。意法半導(dǎo)體的碳化硅MOSFET是最早提出使用，并于2017年就量產(chǎn)了150毫米的晶圓。2023年意法半導(dǎo)體將要發(fā)布第四代的碳化硅MOSFET，可以說(shuō)意法半導(dǎo)體的每一代碳化硅產(chǎn)品基本都會(huì)領(lǐng)先于市場(chǎng)。此外，意法半導(dǎo)體的碳化硅市場(chǎng)占有率非常高，全球的市占率超過(guò)40%。產(chǎn)品系列也十分豐富，650V/750V/1200V/1700V的碳化硅MOSFET，正在研究的2200V的碳化硅MOSFET以及10KW/30KW/60KW/150KW等碳化硅模塊。
最新技術(shù)助力本土企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新
據(jù)了解，新能源汽車(chē)的快速發(fā)展是碳化硅功率器件應(yīng)用的主要驅(qū)動(dòng)力，碳化硅功率器件可助力新能源汽車(chē)提升加速度、降低系統(tǒng)成本、增加續(xù)航里程以及實(shí)現(xiàn)輕量化等。2021年9月，特斯拉宣布旗艦車(chē)型Model3將搭載意法半導(dǎo)體的碳化硅功率器件，此舉是碳化硅“上新能源車(chē)”的里程碑事件。
陳偉表示，意法半導(dǎo)體的碳化硅產(chǎn)品是最早應(yīng)用在電動(dòng)汽車(chē)?yán)锊⑶掖罅勘涣慨a(chǎn)使用的，作為SiC功率MOSFET市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者，意法半導(dǎo)體整合先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，進(jìn)一步挖掘 SiC的節(jié)能潛力，繼續(xù)推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)和工業(yè)市場(chǎng)變革。意法半導(dǎo)體同時(shí)還將利用碳化硅產(chǎn)品在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)，將碳化硅的應(yīng)用領(lǐng)域逐步推廣到工業(yè)電源、儲(chǔ)能、逆變、太陽(yáng)能逆變等領(lǐng)域。
目前，意法半導(dǎo)體可提供全面的出行解決方案，涵蓋汽車(chē)數(shù)字化和電動(dòng)化、車(chē)身控制和舒適系統(tǒng)、導(dǎo)航定位系統(tǒng)等，從車(chē)內(nèi)到車(chē)外，以創(chuàng)新、炫酷、安全、可靠的解決方案，帶來(lái)全新出行體驗(yàn)。
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