2020年11月24日下午，第十七屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA 2020）暨2020國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS 2020）開(kāi)幕大會(huì)在深圳會(huì)展中心隆重召開(kāi)。

 

本屆論壇由國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）與第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）主辦，南方科技大學(xué)微電子學(xué)院與北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司承辦。論壇得到了國(guó)家科學(xué)技術(shù)部高新技術(shù)司、國(guó)家科學(xué)技術(shù)部國(guó)際合作司、國(guó)家工業(yè)和信息化部原材料工業(yè)司、國(guó)家節(jié)能中心、國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會(huì)、深圳市科技創(chuàng)新委員會(huì)的大力支持。并得到了深圳市龍華區(qū)科技創(chuàng)新局的特別支持。

開(kāi)幕大會(huì)上，日本豐田汽車(chē)公司功率半導(dǎo)體顧問(wèn)、PDPlus LLC 總裁、ISPSD2021大會(huì)主席濱田公守做了題為“汽車(chē)電氣化的最新趨勢(shì)及其對(duì)第三代半導(dǎo)體行業(yè)的影響”的主題報(bào)告。分享了汽車(chē)的電氣化趨勢(shì)，闡述了IGBT當(dāng)前的應(yīng)用狀態(tài)，以及相關(guān)封裝技術(shù)、模組等內(nèi)容。

 

2017年電動(dòng)汽車(chē)的比例僅為3%，到2040年，預(yù)計(jì)將達(dá)到50%。在接下來(lái)的二十年里，電動(dòng)汽車(chē)的份額將迅速增加。即使只看未來(lái)五年，電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)也會(huì)大幅增加。電動(dòng)汽車(chē)的預(yù)期市場(chǎng)來(lái)看，BEV是適合碳化硅器件的市場(chǎng)，PHEV和Full HEV是適合硅IGBT的市場(chǎng)。Mild HEV是適合硅MOSFET的市場(chǎng)。市場(chǎng)預(yù)期對(duì)于碳化硅器件和硅IGBT的大量需求將與硅MOSFET相當(dāng)。

電池費(fèi)用與EV行駛里程的關(guān)系來(lái)看，電池費(fèi)用預(yù)計(jì)會(huì)逐年下降。2025年，行駛300km的電池費(fèi)用預(yù)計(jì)約為10000美元，如果電池效率能提升3%，電池費(fèi)用將下降300美元。這筆費(fèi)用和使用碳化硅器件所增加的費(fèi)用相等。所以，通過(guò)使用碳化硅器件來(lái)提升電池效率，可以使電池費(fèi)用下降3%或更多，使用碳化硅器件增加的成本可以被補(bǔ)償。

 

IGBT是目前功率器件的主流，但它有一些缺點(diǎn)，碳化硅器件將逐漸被用于更適合使用碳化硅的場(chǎng)合。除了需要降低成本，碳化硅器件也遇到了其他挑戰(zhàn)：可靠性以及電路支持。在克服了這些弱點(diǎn)之后，碳化硅器件將被應(yīng)用在在IGBT不能勝任的場(chǎng)合，其市場(chǎng)份額將逐漸增加。

 

對(duì)于碳化硅MOSFET，有很多問(wèn)題仍需要解決，之后才能在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合中成功使用。需要將高成本降低，也需要器件具備高可靠性。通過(guò)研制小尺寸的溝槽型MOSFET，成本能得以降低，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，需要設(shè)計(jì)成熟、合理的溝槽柵保護(hù)結(jié)構(gòu)。抑制堆垛層錯(cuò)引起的退化也是未來(lái)大規(guī)模生產(chǎn)的一個(gè)重要課題。

 

到2025年，氮化鎵功率器件的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到6.5億美元，但是汽車(chē)相關(guān)產(chǎn)品預(yù)計(jì)只會(huì)占到6%。很多公司都在關(guān)注消費(fèi)市場(chǎng)，但僅有極少部分器件被認(rèn)可。

 

汽車(chē)應(yīng)用中對(duì)于元器件的要求。一是價(jià)格與性能的平衡。低價(jià)格是必須的，但是器件也需要滿足系統(tǒng)的電學(xué)要求。二是高可靠性，以及發(fā)生故障時(shí)能夠快速而準(zhǔn)確的響應(yīng)。除了標(biāo)準(zhǔn)分析方法之外，用于牽引系統(tǒng)的元器件還需要基于應(yīng)用場(chǎng)合驗(yàn)證其可靠性。對(duì)于牽引系統(tǒng)而言，零故障率是必需的，對(duì)于故障的快速分析、定位和針對(duì)解決也是必要的。這一點(diǎn)與其他應(yīng)用場(chǎng)合有所不同。三是長(zhǎng)期而可靠的供應(yīng)。一旦供應(yīng)開(kāi)始，元器件的型號(hào)壽命需要保持20年或更多，供應(yīng)商必需保證這一點(diǎn)。四是停產(chǎn)后的管理保障。即使供應(yīng)商的生產(chǎn)線關(guān)閉了，也需要對(duì)以上的支持負(fù)責(zé)。這一點(diǎn)與其他應(yīng)用場(chǎng)合有很大的差異。為了進(jìn)入和拓展汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域，不僅是研究人員和工程師，管理人員也需要改變，學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)。

 

（內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料整理，如有出入敬請(qǐng)諒解）