聊一聊碳化硅的下一波的制造、供應(yīng)鏈和成本

　　MAURIZIO DI PAOLO EMILIO：大家好，歡迎收聽最新一集的PowerUP。今天，我們就來聊一聊碳化硅（碳化硅），SiC的下一波的製造、供應(yīng)鏈和成本。SiC產(chǎn)業(yè)在許多市場都在成長中。正如特斯拉（Tesla）已在進行的，電動車（EV）市場正準備轉(zhuǎn)向SiC逆變器。賓士（Mercedes-Benz）也與安森美半導(dǎo)體（onsemi）策略合作，將其SiC技術(shù)用于牽引逆變器。因此，SiC元件的範(fàn)圍得到了廣泛認可，并提供作為傳統(tǒng)IGBT的寬能隙替代品。隨著產(chǎn)業(yè)從內(nèi)燃機轉(zhuǎn)向電動車，採用可提高效率并提供更長續(xù)航里程和更快充電速度的新解決方案，將為整個動力系統(tǒng)帶來好處，元件製造商也希望確保能夠獲得高品質(zhì)的SiC基板以支持其客戶。包括開關(guān)速度和成本等技術(shù)優(yōu)勢，仍然是重點之一。此外，SiC的重要性促使許多公司重新審視并投資晶圓技術(shù)，以定義符合需求的開發(fā)計劃。有幾種方法可以改善SiC元件的供應(yīng)面，包括使用更大直徑的單晶晶圓擴展製造規(guī)模、改善性能、缺陷率和產(chǎn)量。結(jié)合這些改進之處將有助于滿足預(yù)期對這些功率元件需求的指數(shù)級成長。在這集podcast中，我們邀請到onsemi汽車牽引解決方案總監(jiān)Pietro Scalia，一起探索SiC解決方案的製造階段、設(shè)計問題及其成本背后的塬因。讓我們和Pietro好好聊聊吧！

　　嗨，彼得羅。非常感謝您的到來。你好嗎？

　　嗨，彼得羅。謝謝您的參與。您好嗎？

　　彼得羅·斯卡利亞：很好，毛里齊奧。感謝您參加此次會議。

　　PIETRO SCALIA：我很好，Maurizio。謝謝您邀請我參加這集節(jié)目。

　　毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧：好的。所以今天，我們就來聊聊SiC，下一波SiC在制造、供應(yīng)鏈、成本等方面。但在此之前，請告訴我們的電力電子社區(qū)更多關(guān)于您的信息。

　　MAURIZIO DI PAOLO EMILIO：好的。那么，今天我們就從製造、供應(yīng)鏈、成本等方面來談?wù)凷iC、SiC的下一波。但在此之前，請跟我們的Power Electronics社群介紹更多關(guān)于您自己。

　　彼得羅·斯卡利亞：謝謝，毛里齊奧。所以比方說，我對權(quán)力并不陌生?，F(xiàn)在已經(jīng)有大約30年的時間在不同公司之間旅行了，我也想說跨越不同的技術(shù)。所以我當(dāng)然從硅開始，跨越不同的應(yīng)用，首先是電信，然后是云，這是非常大的，比方說，大趨勢。現(xiàn)在，這種新的汽車電氣化是一個非常令人興奮的旅程，我們最終將寬帶隙帶入一個不同的可用性狀態(tài)。推動這場額外的革命非常令人興奮，我相信這場革命才剛剛開始，但會鞏固。所以我在西門子開始了我的旅程，然后我在愛立信從事微電子工作，然后從意大利搬到德國和德州儀器。我之前曾在Wolfspeed工作過寬帶隙，最近兩年在安森美半導(dǎo)體工作，安森美半導(dǎo)體正在將汽車行業(yè)提升到一個新的水平。

　　PIETRO SCALIA：謝謝Maurizio。其實，電源領(lǐng)域?qū)ξ襾碚f并不陌生。在大約30年的職涯旅程中，我經(jīng)歷過不同的公司，可以說也橫跨不同領(lǐng)域的技術(shù)。當(dāng)然，我從硅晶開始接觸各種不同的應(yīng)用，首先是電信，然后是云端，這些都是非常大的領(lǐng)域，或者可以說是大趨勢?，F(xiàn)在，新的汽車電氣化是一個非常激動人心的旅程，我們最終將寬能隙帶入了一個不同的可利用狀況。推動這場無比的革命非常令人興奮，雖然才剛剛開始但我相信但它將會日益增強。我從加入西門子（Siemens）開始了我的職業(yè)生涯，接著在愛立信（Ericsson）從事微電子工作，然后從意大利搬到德國，后來到了德州儀器（Texas Instruments;TI）。在加入Wolfspeed之前曾經(jīng)參與寬能隙團隊，最近這兩年加入了onsemi，致力于提升汽車產(chǎn)業(yè)到寬能隙領(lǐng)域的新境界。

　　MAURIZIO DI PAOLO EMILIO：因此，在制造器件之前，我們在SiC晶圓的生長和加工方面面臨著一些挑戰(zhàn)。所以我想了解更多。因此，讓我們了解SiC制造的主要步驟，主要階段，也許突出一些現(xiàn)在對創(chuàng)新有更強烈要求的點。那么SiC制造與硅制造有何不同呢？主要的碳化硅晶圓廠有哪些型號？

　　MAURIZIO DI PAOLO EMILIO：在製造元件之前，我們面臨著與SiC晶圓生長和製程相關(guān)的幾個挑戰(zhàn)。那么，我想進一步了解，哪些是SiC製造的主要步驟、主要階段，或許也能重點介紹一些目前對創(chuàng)新有更高要求之處。SiC製造與硅製造有何不同？以及有哪些主要的SiC晶圓製造模式？

　　PIETRO SCALIA：邀請觀眾參觀我們在哈德遜的設(shè)施將非常有趣。我們開始生產(chǎn)這種碳化硅。并且已經(jīng)在觀察這些設(shè)備，你會看到硅的驚人差異。通常，我認為每個人都熟悉這種硅，它非常非常高。在SiC中，我們談?wù)摰幕旧鲜怯⒋纾枰獢?shù)周才能開發(fā)出來。因此，從裸露的材料開始是一個更加困難的過程，即制造激光器的下一階段所需的包裝。所以這是一個溫度問題。因此，就能耗而言，這是一個非常繁重的過程，因為所需的溫度約為300 K。這是在特殊的爐子里制造的。安森美制造自己的熔爐。這一點也非常重要。我們在 2021 年收購的公司 GT Advanced 擁有大量 IP。他們從藍寶石開始，然后他們?nèi)チ?SiC。兩者都非常，比方說，硬材料。碳化硅的硬度是另一點，對吧？我的意思是，只有鉆石基本上比這更硬。但是，當(dāng)然，鉆石也會被消費。因此，在所有叁個主要步驟中，這是一個昂貴的過程。因此，正如我們所說，反向生產(chǎn)，然后是晶圓，這也與硅完全不同。我們可以多談一點，因為例如，onsemi，我們使用通過振動產(chǎn)生的裂縫傳播方式。然后第叁階段更標(biāo)準。外延，比方說，在某種程度上是相似的。但在晶圓和外延之間，SiC的特點是缺陷。材料有幾處固有的缺陷，可以分類，文獻中也有很多文獻。但同樣非常重要的是，其中一些缺陷基本上是致命缺陷。因此，必須將它們從創(chuàng)建的晶圓中移除。這是一個非常密集的篩選活動，需要用晶圓級來完成，這意味著活動，這也是通過光學(xué)。這是與硅非常不同的內(nèi)在新元素，也給整個過程的產(chǎn)量帶來了許多挑戰(zhàn)。

　　PIETRO SCALIA：如果有機會邀請觀眾來參觀我們在哈德遜（Hudson）的製造設(shè)施，將會更有意思。我們已經(jīng)開始生產(chǎn)這種SiC了。如果您看過這些元件，就會知道它與硅的驚人差異。通常，我認為每個人都熟悉這種非常、非常高的硅。而在SiC，我們基本上談?wù)摰氖怯?，這需要幾週的時間才能開發(fā)出來。因此，從裸材料開始就是一個更困難的過程，即創(chuàng)建雷射的下一階段所需要的封裝。所以這是溫度的問題。因此，以能源消耗而言，這是一個非常繁重的過程，因為所需的溫度約為300K。這是在特殊的熔爐中製造的。Onsemi自行製造熔爐，這也很重要。我們在2021年收購的公司GT Advanced，帶來了很多IP。他們從藍寶石起家，然后轉(zhuǎn)向SiC，這兩者都是非常堅硬的材料。SiC的硬度是另一個重點，對吧？我的意思是，基本上只有鉆石比它更硬。但當(dāng)然，鉆石也會被消耗掉。因此，在所有叁個主要步驟中都是一個昂貴的過程。因此，正如我們所說，生產(chǎn)以及晶圓加工也與硅完全不同。這部份可以多談一點，因為，例如，在onsemi，我們使用振動產(chǎn)生的傳播裂縫方式。然后第叁階段則更標(biāo)準。例如外延層，在某種程度上是相似的。但在晶片和外延之間，SiC的特殊之處在于缺陷。有幾種材料固有的缺陷，它們是可以分類的，這部份在文獻中有很多相關(guān)出版品。但同樣重要的是，其中一些缺陷基本上是致命缺陷。因此必須將它們從創(chuàng)建的晶圓中移除。這是一項非常密集的篩選，需要在晶圓級進行，這意味著活動也是透過光學(xué)進行的。這是內(nèi)在固有的新元素，與硅截然不同，對整個製程的良率也提出了很多挑戰(zhàn)。

　　毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧：讓我們煺后一步。讓我們了解導(dǎo)致超過25年投資的SiC的主要屬性是什么。因為對這項技術(shù)有很多投資。在這些發(fā)展過程中，除了RDS（on）的改進外，我們還看到了非常具體的導(dǎo)通電阻的進一步降低，傳導(dǎo)損耗也降低了。具有相同芯片面積的器件的傳導(dǎo)損耗。在電動汽車中使用SiC肯定可以獲得多少性能，但在能源趨勢中也是如此？

　　MAURIZIO DI PAOLO EMILIO：讓我們煺后一步來看。首先來了解這種引領(lǐng)超過25年投資的SiC，其主要屬性是什么。畢竟在這項技術(shù)上有著很多的投資。在這些發(fā)展過程中，除了改善了RDS（on），我們還看到非常特定的導(dǎo)通電阻進一步降低，具有相同晶片面積的元件傳導(dǎo)損耗也降低了。在EV中使用SiC可以提升多少性能是確定的，而在能源領(lǐng)域也有這樣的趨勢嗎？

　　PIETRO SCALIA：我認為你提到的這兩個領(lǐng)域正好是我們看到最大規(guī)模采用的領(lǐng)域。我認為，如果我們談?wù)撃茉瓷a(chǎn)和儲存，如果我們談?wù)撈?，情況會非常不同。讓我用一些數(shù)字進入汽車領(lǐng)域。當(dāng)然，我們使用SiC，從車載充電器開始，到DC / DC，再到AB牽引。通常，效率的提高非常顯著。所以我們談?wù)搸讉€單位和時間給出高達 7%。但是在故事的最后，特別是為了牽引力，它是關(guān)于范圍的。因此，如果我們開始比較基本基于IGBP的解決方案和基于SiC的解決方案，我們就能夠擴展車輛可以行駛的公里數(shù)。因此，我們每天都在一級和 OEM 中進行此練習(xí)，甚至減少 10%。當(dāng)然，這取決于模型的力量。但現(xiàn)在 SiC 將提供高達 325、350 kW 的型號。節(jié)省是巨大的。你看到兩個電機。你可以看到每個機翼一個電機。有時您甚至可以看到叁個電機合二為一。當(dāng)然，所有這些功率都需要最佳效率;否則，這是對能源的極大浪費。

　　PIETRO SCALIA：我認為你提到的這兩個領(lǐng)域正是我們看到最大規(guī)模採用的領(lǐng)域。我認為，如果我們談?wù)撃茉瓷a(chǎn)和儲存，這與談?wù)撈囀欠浅２煌摹Ｗ屛覀冇靡恍?shù)字來看汽車。當(dāng)然，我們使用SiC，例如從車載充電器（OBC）開始使用，到DC/DC，再到AB循跡控制。一般來說，效率的提升是非常顯著的。因此，我們談?wù)撟疃?%的幾個單位和時間，而到最后，特別是對于循跡控制，它跟續(xù)航里程是有關(guān)的。因此，如果我們開始比較基于IGBP的解決方案和基于SiC的解決方案，就能夠延長車輛的行駛里程。因此，我們每天都在和一線（Tier 1）供應(yīng)商和塬始設(shè)備製造商（OEM）中進行演練，即使是10%。當(dāng)然，這取決于電源的類型。但現(xiàn)在，SiC將提供高達325、350kW的供電模型。在節(jié)能省電方面是巨大的。你看到它有兩個馬達，每個機翼都有一個馬達。有時您甚至可以看到叁個馬達合而為一。當(dāng)然，所有這些電源都需要最高效率；否則，這是能源的一種巨大浪費。

　　MAURIZIO DI PAOLO EMILIO：展望未來，目標(biāo)將是開發(fā)擴大這些設(shè)備應(yīng)用的技術(shù)。降低成本是必須的。如何更快地降低碳化硅片價格？200-mm基板的下一步意味著什么？因此，SiC器件主要在150毫米基板上開發(fā)，并且有一個升級應(yīng)該提供重要的優(yōu)勢。那么我們什么時候才能看到這些優(yōu)勢呢？你覺得怎么樣？

　　MAURIZIO DI PAOLO EMILIO：展望未來，目標(biāo)將是開發(fā)技術(shù)以擴大這些元件的應(yīng)用。降低成本勢在必行。SiC晶圓如何更快降價？200毫米（mm）基板的下一步意味著什么？還有，SiC元件主要在150-mm基板上開發(fā)，而且還帶來可提供重要的優(yōu)勢的一次升級。那么，什么時候才能看到這些優(yōu)勢呢？您怎么看？

　　彼得羅·斯卡利亞：我認為我們需要考慮叁個因素。首先，讓我們分為兩類。一是市場需求更多，這當(dāng)然會產(chǎn)生最后的價格。第二個更具技術(shù)性。因此，讓我們首先快速了解市場需求。顯然，今天討論了無能為力的問題。所以所有球員，六名球員，我們都在市場上。沒有足夠的能力來滿足岳父的全部需求。這種情況正在迅速改變。顯然，生產(chǎn)投資非常高。安森美去年正式宣布投資9%，現(xiàn)在甚至將投入15%，大部分投入SiC。有趣的是，即使這個數(shù)字在增長，投資者對我們的股票感到滿意，因為顯然他們認為這項投資是值得的，并將為公司帶來收入和利潤。因此，市場需求在某個時候會得到更好的滿足，并且肯定會在本十年中期之后看到這種意義上的改善。現(xiàn)在，稀缺性顯然將價格帶到了更高的水平。

　　PIETRO SCALIA：我認為這需要考慮叁個要素。首先，讓我們分為兩類來看，其一是更多的市場需求，這當(dāng)然會在最后產(chǎn)生價格。其次是更具技術(shù)性。因此，讓我們首先快速了解市場需求。顯然地，今天討論的是產(chǎn)能不足。所以，所有的六家參與業(yè)者，都在市場上。然后，并沒有足夠的產(chǎn)能來滿足整個需求。這正在迅速改變中。很顯然地，生產(chǎn)投資非常高。Onsemi去年正式宣佈9%的投資，如今甚至要做到15%的投資，大部份都會投向SiC。有趣的是，即使這個數(shù)字在成長，投資者對我們的股票感到滿意，因為他們顯然相信這項投資是值得的，而且將會為公司帶來營收和利潤。因此，市場需求在某個時候會得到更好的滿足，在這個十年中期之后，我們肯定會看到在這方面的改善。目前，由于稀缺顯然將價格推高了。

　　如果我們在技術(shù)方面，讓我們關(guān)注兩個要素。第一個是儀表，對，正如你所討論的。我想聽聽我喜歡它花了多長時間，就像在硅中一樣，從一個步驟移動到另一個步驟。再一次，寬帶隙，你可以看到這個加速度非常寬。所以 200 毫米現(xiàn)在肯定在開發(fā)中，至少我可以談?wù)?onsemi。我們的首席執(zhí)行官一直在股票分析師會議上宣布這一點。我們將在 2025 年基本開始生產(chǎn)。我們已經(jīng)擁有GT Advanced在收購時已經(jīng)擁有的材料。當(dāng)然，現(xiàn)在將其擴展到數(shù)量需要一些時間，因為挑戰(zhàn)仍然存在，對吧？我們談到了缺陷。缺陷有時非常密集地進入晶圓邊緣。所以當(dāng)然，你不想擴大規(guī)模，然后發(fā)現(xiàn)你的產(chǎn)量有很多缺陷。這是不可持續(xù)的。所以收益率決定價格，對吧？

　　如果我們繼續(xù)看技術(shù)方面，讓我們關(guān)注于兩項要素。第一個是儀表，就像你所討論的。我想知道從這一步到另一步需要多長時間，就像在硅一樣。再次強調(diào)，寬能隙，你會看到這種加速非常寬。所以，200mm現(xiàn)在當(dāng)然已在進行中，至少我可以談onsemi的情況。我們的執(zhí)行長已在股票分析師會議上宣佈了這一點?；旧?，我們將在2025年開始量產(chǎn)。我們在收購GT Advanced時取得了其所擁有的材料。現(xiàn)在，當(dāng)然，將這個量擴大會需要一些時間，因為挑戰(zhàn)仍然存在，對吧？接著來談?wù)勅毕?。缺陷有時會非常密集地進入晶圓的邊緣。所以當(dāng)然，你不想擴大規(guī)模后才發(fā)現(xiàn)你的產(chǎn)量中有很多缺陷。那是不可持續(xù)的。所以，產(chǎn)量決定價格，對嗎？

　　現(xiàn)在我介紹第叁點。我認為這也是定價的一個非常關(guān)鍵的因素。今天，我們都試圖生產(chǎn)至少中等產(chǎn)量，超過70%的數(shù)字是更好的數(shù)字，可能會有更好的數(shù)字。這一切都取決于模具的大小。讓我們假設(shè)今天的25 mm2是一種市場標(biāo)準，愿意在我之前說過的那個領(lǐng)域。因此，一旦增加晶圓尺寸，該產(chǎn)量就不會降低。實際上，八英寸應(yīng)該具有相似的產(chǎn)量。因此，這是一個行動唿吁和一個挑戰(zhàn)。

　　接著介紹第叁點。我認為這也是定價的一個非常關(guān)鍵因素。今天，我們都試圖產(chǎn)生至少中等產(chǎn)量，超過70%產(chǎn)量是更好的數(shù)字，也可能會有更好的數(shù)字。這一切也取決于晶片的尺寸。讓我們假設(shè)今天的25mm2是一種市場標(biāo)準，愿意在我之前說過的那個區(qū)域。所以當(dāng)你增加晶圓尺寸時，這個產(chǎn)量不應(yīng)該下降。實際上，8吋晶圓的產(chǎn)量應(yīng)該差不多。因此，這是一項行動唿吁也是一項挑戰(zhàn)。

　　我認為另一方面，讓我們也談?wù)劶夹g(shù)。所以幾年前誰開始市場基本上是過去，他們開始平面。安森美也開始平面。我們已經(jīng)跨越了不同的世代。我們現(xiàn)在是第四代。平面提供了保護結(jié)構(gòu)門的很多可能性，因為這是其可靠性的關(guān)鍵要素之一。SiC具有非常高的能量密度，近距離和高電壓密度。關(guān)閉您需要保護的大門。在溝槽結(jié)構(gòu)中做到這一點非常困難。那么影響是什么呢？其他競爭對手已經(jīng)決定很快去挖溝，但他們在活動面積方面付出了代價。有源區(qū)域是您用于傳導(dǎo)的 SiC 區(qū)域。當(dāng)然，當(dāng)您想為 25-mm2 SiC 付費時，您希望擁有幾乎 100%。假設(shè)一個現(xiàn)實的數(shù)字在 80% 到 90% 之間，甚至可能更高。過去用戰(zhàn)壕做到這一點幾乎是不可能的。因此，如果你分析一些競爭死亡，你會發(fā)現(xiàn)一個非常低的活動區(qū)域，今天可以做一些不同的事情，因為與此同時，該技術(shù)基本上實現(xiàn)了走溝的可能性。

　　另一方面，讓我們也談?wù)劶夹g(shù)。幾年前開始做市場的基本上都是過去了，他們做的是平面的。Onsemi也開始平面化。我們已經(jīng)跨越不同的平面世代發(fā)展，現(xiàn)在來到第四代。平面提供了許多保護結(jié)構(gòu)閘極的可能性，因為這是其可靠性的關(guān)鍵要素之一。SiC具有非常高的能量密度，封閉且高電壓密度。它能封閉您需要保護的閘。在溝槽結(jié)構(gòu)中做到這一點非常困難。那么影響是什么？其他競爭者已決定很快採用溝槽結(jié)構(gòu)，但其代價是主動區(qū)域。主動區(qū)域是您用于傳導(dǎo)的SiC區(qū)域。當(dāng)然，當(dāng)你想採用25mm2SiC時，幾乎可達到100%。假設(shè)一個現(xiàn)實的數(shù)字在80%到90%之間，甚至可能更高。而在過去用溝槽做到這一點幾乎是不可能的。所以如果你分析一些競爭晶片，你會發(fā)現(xiàn)一個非常低的主動區(qū)域，而今我們以做一些不同的事了，因為與此同時，該技術(shù)基本上可以實現(xiàn)溝槽的可能性。

　　溝槽，就像硅一樣，絕對是增加密度的明顯方法，當(dāng)然也可以實現(xiàn)更好的價格。那么我們在市場上看到了什么？安森美已經(jīng)宣布M4將是戰(zhàn)壕，我認為其他計劃好的競爭對手可能也在做同樣的事情。所以市場正在轉(zhuǎn)向溝槽，因為今天我們?nèi)匀豢梢栽?0%使用溝槽的活躍區(qū)域。這是一場巨大的革命。因此，要走上這條很長的道路，我想我想強調(diào)的是，有一個成分給了市場。所以市場容量可用性。第二個元素，絕對是 8 英寸到位。第叁個要素，即在不過度降低有效面積比例的情況下從平面到溝槽的技術(shù)轉(zhuǎn)變，因為我們現(xiàn)在無論如何都有辦法保護閘門并使技術(shù)更加強大。這當(dāng)然是專有技術(shù)。我無法過多地解釋我們?nèi)绾巫龅竭@一點。

　　如同硅一樣，溝槽絕對是增加密度的明顯方式，當(dāng)然也能帶來更好的價格。那么我們在市場上看到了什么？Onsemi已經(jīng)宣布M4將採用溝槽結(jié)構(gòu)，我認為其他採用平面型結(jié)構(gòu)的競爭對手可能也在做同樣的事情。所以市場正在轉(zhuǎn)向溝槽，因為今天我們採用溝槽結(jié)構(gòu)仍然可以擁有90%的主動區(qū)域。這是一場大革命。因此，為了走上這條漫長的道路，我想強調(diào)市場有這樣一個組成元素。所以市場還有一定的產(chǎn)能可用。第二個元素絕對是8吋晶片到位。第叁個要素則是從平面到溝槽的技術(shù)過渡，但不會過度降低主動區(qū)域的比例，因為我們現(xiàn)在有辦法保護閘極并使技術(shù)更加穩(wěn)健。這當(dāng)然是專有技術(shù)。我無法解釋太多我們?nèi)绾螌崿F(xiàn)。

　　MAURIZIO DI PAOLO EMILIO：讓我們談?wù)劻硪粋€大話題：可靠性。因此，在可靠性方面，柵極氧化層可靠性，閾值電壓不穩(wěn)定性等在過去幾年中得到了研究。也許柵極氧化物將是最重要的。所以告訴我你的想法。因為柵極氧化層的質(zhì)量決定了SiC器件的壽命、工作壽命。那么你的考慮是什么？

　　MAURIZIO DI PAOLO EMILIO：讓我們談?wù)劻硪粋€重要話題：可靠性。在可靠性方面，過去幾年來一直在研究閘氧化層的可靠性、閾值電壓不穩(wěn)定性等。也許閘極氧化物將是最重要的。所以，告訴我們你的看法，因為閘氧化層品質(zhì)決定了SiC元件的壽命、工作壽命。那么，您的考慮是什么？

　　彼得羅·斯卡利亞：是的，絕對正確，毛里齊奧。所以大門絕對是這里的關(guān)鍵部分，對吧？我的意思是，至少進入 DPH 意味著至少進入 RDS 關(guān)閉，對吧？正如你在開始時所說，降低比阻力是我們的目標(biāo)之一。所以今天，這項技術(shù)在175°C的高溫下，每平方厘米500萬個。我們正在走下去，走下來。但同樣，VTH需要超級穩(wěn)定。這又是我之前介紹的概念的一部分，關(guān)于如何保護您的柵極免受高壓影響，如何保護高磁場，并且有一些技術(shù)可以使我們成為可能。實際上，安森美為擁有超級穩(wěn)定的BTH而感到自豪。目前，AQG324已經(jīng)進行了一些測試，甚至使用了動態(tài)柵極偏置，這些測試對放置SiC芯片的模塊施加了壓力，這些模塊可能是為了響應(yīng)這些特性而設(shè)置的。我們不得不說，JEDEC做得很好，這當(dāng)然要歸功于行業(yè)和半導(dǎo)體行業(yè)的貢獻。我們正在快速行動。我想五年前，我們認為SiC在穩(wěn)健性方面還不成熟。今天，我們認為相反，因為我們確實有很多時間在實地工作。老實說，信心水平增加了很多。我們很少有失敗，坦率地說，它可以比較。IGBT領(lǐng)域的故障比我今天在硬質(zhì)合金中看到的還要多。

　　PIETRO SCALIA：是的，Maurizio，完全正確。所以閘極絕對是這裡的關(guān)鍵部份，對吧？我的意思是，至少進入DPH系列意味著至少進入RDS（off），對嗎？正如您一開始所說，降低特定電阻是我們的目標(biāo)之一。所以今天，這項技術(shù)在175?C的高溫下可以達到每平方公分500萬個。我們正在走下坡路。但同樣地，VTH需要超級穩(wěn)定。再次強調(diào)，這就是我之前介紹關(guān)于如何保護閘極免受高壓、如何保護高場的概念之一部份，而且也有了一些技術(shù)可以幫助我們。實際上，onsemi非常自豪能夠擁有一個超級穩(wěn)定的BTH。如今，已經(jīng)有一些測試採用AQG324進行了，例如動態(tài)閘極偏置，這些測試對放置SiC晶片的模組施加壓力，這些模組可能是為了響應(yīng)這些特性而放置的。我們不得不說JEDEC做得很好，這當(dāng)然要感謝來自產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的貢獻。我們正在快速進展中。五年前，我們認為SiC在穩(wěn)健性方面還不成熟。今天我們的想法恰恰相反，因為事實上，我們在這個領(lǐng)域有很多時間。老實說，信心水平提高了很多。我們很少會有失敗，坦地說，它也經(jīng)得起比較。你在IGBT領(lǐng)域的失敗比我今天在碳化物中看到的還要多。

　　而半導(dǎo)體制造和封裝的方法肯定應(yīng)該發(fā)揮，在器件可靠性方面也起著重要作用？供應(yīng)鏈呢？

　　MAURIZIO DI PAOLO EMILIO：讓我們繼續(xù)談?wù)劰?yīng)鏈。盡可能以垂直整合為目標(biāo)的供應(yīng)鏈非常重要。晶圓（包括晶圓和元件）的供應(yīng)鏈產(chǎn)能當(dāng)然需要增加，而且晶圓的成本也必須降下來。那么，該技術(shù)正在尋求哪些改善之處，以及半導(dǎo)體製造和封裝的方法應(yīng)該發(fā)揮什么作用？還有在元件可靠性方面也起著重要作用？至于供應(yīng)鏈呢？

　　PIETRO SCALIA：所以當(dāng)然，假設(shè)降價總是一個微妙的話題，對吧？它涉及采購，沒有圖形很難放。但我要說的是，如果我們給出一個特定的阻力常數(shù)，對，我們將看到成本下降。這是毫無疑問的。當(dāng)然，請求來了，因為一旦您的技術(shù)得到改進，您也希望看到RSP下降。所以也許在這一點上，謹慎的價格變得平坦。所以我可以說，我們今天擁有的載體，一個是向更大的方面移動。第二個是降低音高。我們現(xiàn)在在幾微米的范圍內(nèi)，絕對可以朝著市場需求的方向發(fā)展。進入供應(yīng)鏈對于控制所有步驟是絕對必要的。通過收購GT Advanced，我們已經(jīng)完成了這一步。這是一項巨大的投資，但極具戰(zhàn)略意義，因為您需要控制整個流程來控制容量。今天，當(dāng)客戶遇到新機會時，我們會控制產(chǎn)能。容量不夠，對吧？你肯定需要投入投資，只有當(dāng)你控制了整個供應(yīng)鏈時，你才能做到?？蛻簦荚O(shè)備制造商，一級，很高興知道他們的供應(yīng)受到控制，不是由兩叁方控制，而是由一方控制，對吧？他們簽署協(xié)議，通常是戰(zhàn)略性的，長期的，五年，十年，對吧？因為人們想要保護材料以確保他們可以交付切割。在 Covid 期間，我們協(xié)助解決了市場上這場非常瘋狂的交付危機。當(dāng)我們用電氣模型替換IC模型時，沒有人希望看到這樣的事情。所以供應(yīng)鏈是一個非常關(guān)鍵的點。以非常負責(zé)任的方式確?？蛻舢a(chǎn)能的唯一方法是擁有整個步驟，因此擁有滾球創(chuàng)造，擁有晶圓，了解外延，如果我們談?wù)摴β誓Ｐ鸵约皳碛猩a(chǎn)的kackend部分。

　　PIETRO SCALIA：當(dāng)然，降價始終是一個微妙的話題，對吧？它涉及採購，沒有圖表也很難定價。但是，我認為，如果我們給出一個特定的電阻常數(shù)，我們就會看到成本下降。這是無庸置疑旳。當(dāng)然，要求出現(xiàn)了，因為一旦您的技術(shù)得以改善，您也希望看到RSP下降。因此，也許到那時，審慎的價格會變得持平。所以我可以說今天所擁有的向量之一是向更大的方向移動。其次是縮小間距。我們現(xiàn)在處于幾微毫米的範(fàn)圍內(nèi)，絕對可以使趨勢朝著市場需求的方向發(fā)展。進入供應(yīng)鏈對于控制所有步驟是絕對必要的。隨著GT Advanced的收購，我們已經(jīng)完成了這一步。這是一項巨大的投資，但極具策略意義，因為您需要控制整個流程以控制容量。今天，當(dāng)客戶帶來新機會時，我們會控制產(chǎn)能。產(chǎn)能不夠吧？你一定要投資，而且只有當(dāng)你控制了整個供應(yīng)鏈，才能達到目標(biāo)。客戶、OEM、Tier 1供應(yīng)商很高興知道他們的供應(yīng)受到控制，并不是由兩方或叁方控制，而是由一方控制，對吧？他們簽署協(xié)議，通常是策略性的、長期的、五年、十年的協(xié)議，對嗎？因為人們想要確保材料以確保他們能夠交付。在COVID期間，我們協(xié)助解決了這場非常瘋狂的市場交付危機。當(dāng)我們用電氣模型替換IC模型時，沒有人希望看到這樣的事情。所以供應(yīng)鍊是一個非常關(guān)鍵的點。以對客戶非常負責(zé)任的方式確保產(chǎn)能的唯一方法是擁有整個步驟，因此擁有晶圓製造、擁有晶片、了解外延，如果我們談?wù)摴β誓Ｐ鸵约皳碛泻蠖瞬糠?的生產(chǎn)。

　　MAURIZIO DI PAOLO EMILIO：在我最后一個問題之前，我想和你談?wù)劙b。因此，寬帶隙器件，我的意思是，GaN和SiC肯定會保證更高的工作溫度和更高的效率。這是眾所周知的。但是，設(shè)計人員在將這些器件設(shè)計到系統(tǒng)中時需要考慮一些熱管理問題。您如何看待功率密度增加的熱管理需求對工藝和封裝技術(shù)的未來發(fā)展有何影響？您對這些包裝技術(shù)的戰(zhàn)略是什么？

　　MAURIZIO DI PAOLO EMILIO：在我最后一個問題之前，我想和你談?wù)劮庋b。所以，寬能隙元件，我的意思是，GaN和SiC肯定會承諾更高的工作溫度和更高的效率。這是眾所周知的。但是，在將這些元件設(shè)計到系統(tǒng)時，設(shè)計人員需要考慮熱管理問題。您如何看待隨著功率密度增加而影響製程和封裝技術(shù)未來發(fā)展的熱管理需求？您對這些封裝技術(shù)的策略是什么？

　　PIETRO SCALIA：所以我們之前說過，對，為了降低價格，提高性能，我們也在減少芯片的間距。模具變得越來越密集，這意味著許多作品被限制在非常有限的空間內(nèi)。所以我們知道SiC當(dāng)然可以在更高的溫度下抵抗，這是一個很大的熱阻。但是我們需要從一個非常小的空間中消散。所以包需要幫助。從這個意義上說，有不同的技術(shù)。但是讓我說，今天的模具燒結(jié)是強制性的，讓我說最先進的，你必須在市場上擁有。這是頂部和底部。我們有所謂的STM。這是一個評估，是焊接頂部，焊接/燒結(jié)頂部金屬和底部金屬。因此，我們可以在兩個方向上燒結(jié)骰子，我認為這是必不可少的。這也使您能夠在模塊內(nèi)部具有各向同性耗散。該模型還需要配備材料，絕對可以在高達 200 度的結(jié)下工作，因為同樣，SiC 可以輕松地將其范圍擴展到硅以上，傳統(tǒng)上硅僅限于 175。但是轉(zhuǎn)移模式的環(huán)氧樹脂需要出現(xiàn)。夾子也非常具有戰(zhàn)略意義，可以提取熱量。正如我所說，它們可以燒結(jié)。他們可以焊接。機械結(jié)構(gòu)對于傳播熱量也非常重要，因為電流，通常這些是有多個芯片和功率的應(yīng)用。電流需要以非常均勻的方式流動。因此，您需要非常確定電源模塊內(nèi)部具有良好的均流。這不僅是由于芯片的特性，還由于封裝的特性。關(guān)于芯片，我們沒有說一些事情，這一點也很重要，要記住，芯片需要變得更智能，從某種意義上說，它需要包括一些功能，當(dāng)然是溫度監(jiān)控，還有電流監(jiān)控。這就是您可以在模型中擁有更多智能的地方。您不僅可以監(jiān)控電壓，我們所說的溫度，這是非常傳統(tǒng)的，還可以監(jiān)控電流，以嘗試了解是否存在危險的溫差。溫度需要均勻，電流當(dāng)然是一個很好的表示。如果您控制電流和電壓，您確實可以在該點測量功率。我們在裸片的路線圖和實現(xiàn)中都有這個，現(xiàn)在這與電源模塊路線圖相結(jié)合。

　　PIETRO SCALIA：我們之前說過，為了降低價格、提高性能，我們也在縮減晶片的間距。晶片越來越密集，意味著很多功能都被限制在一個非常有限的空間中。所以我們知道，SiC當(dāng)然可以抵抗更高的溫度，而且是一個很好的熱阻。但是我們必須從一個很小的空間中散熱。所以必須藉由封裝的幫忙。從這方面來說，有幾種不同的技術(shù)。但是，我認為當(dāng)今的晶片燒結(jié)是強制性的，讓我談?wù)勈袌錾媳仨殦碛械南冗M技術(shù)。這包括頂部和底部。我們有所謂的STM。這是對于焊接頂部、焊接/燒結(jié)頂部金屬和底部金屬的評估。所以我們可以在兩個方向上燒結(jié)晶片，而且我認為這是必不可少的。這也讓您能在晶片內(nèi)部實現(xiàn)各向同性耗散。

　　該模型還需要配備材料，絕對可以在高達 200 度的結(jié)下工作，因為同樣，SiC 可以輕松地將其范圍擴展到硅以上，傳統(tǒng)上硅僅限于 175。但是轉(zhuǎn)移模式的環(huán)氧樹脂需要出現(xiàn)。夾子也非常具有戰(zhàn)略意義，可以提取熱量。正如我所說，它們可以燒結(jié)。他們可以焊接。機械結(jié)構(gòu)對于傳播熱量也非常重要，因為電流，通常這些是有多個芯片和功率的應(yīng)用。電流需要以非常均勻的方式流動。因此，您需要非常確定電源模塊內(nèi)部具有良好的均流。這不僅是由于芯片的特性，還由于封裝的特性。關(guān)于芯片，我們沒有說一些事情，這一點也很重要，要記住，芯片需要變得更智能，從某種意義上說，它需要包括一些功能，當(dāng)然是溫度監(jiān)控，還有電流監(jiān)控。這就是您可以在模型中擁有更多智能的地方。您不僅可以監(jiān)控電壓，我們所說的溫度，這是非常傳統(tǒng)的，還可以監(jiān)控電流，以嘗試了解是否存在危險的溫差。溫度需要均勻，電流當(dāng)然是一個很好的表示。如果您控制電流和電壓，您確實可以在該點測量功率。我們在裸片的路線圖和實現(xiàn)中都有這個，現(xiàn)在這與電源模塊路線圖相結(jié)合。

　　該模型還需要材料，絕對可以在高達200度的接面運行，因為SiC可以輕鬆地將其範(fàn)圍擴展到傳統(tǒng)上限制在175度的硅之上。但是轉(zhuǎn)移模式的外延層需要一起來進行。這些夾子也非常具有策略意義，可以提取熱量。正如我所說的，它們可以被燒結(jié)，可以焊接。機械對于傳播熱量也非常重要，因為電流，通常這些是您擁有多個晶片和電源的應(yīng)用。電流需要以非常均勻的方式流動。所以你需要非常確定電源模組內(nèi)部有良好的電流共享。發(fā)生這種情況不僅是由于晶片的特性，還由于封裝的特性。關(guān)于磊晶，我們并未提及，但同樣重要的是要記住，晶片需要變得更加智慧，因為它需要包含一些功能，當(dāng)然還有溫度監(jiān)控和電流監(jiān)控。這就是您可以在模型中擁有更多智慧之處。您不僅可以監(jiān)控我們所說的非常傳統(tǒng)的電壓、溫度，還可以監(jiān)控電流，嘗試了解是否存在危險的溫差。溫度需要均勻，電流當(dāng)然是一個很好的代表。如果你控制電流和電壓，真的可以在那個點測量功率。這已在我們的藍圖中并實施了Bare die，而這與電源模組發(fā)展藍圖相結(jié)合。

　　MAURIZIO DI PAOLO EMILIO：最后，Pietro，你關(guān)于SiC的下一個項目是什么？因此，SiC以及GaN可以為創(chuàng)建下一代智能電網(wǎng)做出貢獻，以解決能源問題，特別是談?wù)撾妱悠?。那么等待我們的未來是什么？但特別是，從長遠來看，您認為基于SiC的功率器件應(yīng)該如何發(fā)展以滿足下一個更嚴格的行業(yè)要求？

　　MAURIZIO DI PAOLO EMILIO：總而言之，Pietro，關(guān)于SiC，您的下一項專案是什么？還有，SiC和GaN都可以為創(chuàng)建下一代智慧電網(wǎng)做出貢獻，以解決能源問題，尤其是電動車。那么，等待著我們的未來是什么？特別是，從長遠來看，您認為基于SiC的功率元件應(yīng)該如何發(fā)展才能滿足下一個更嚴格的產(chǎn)業(yè)要求？

　　彼得羅·斯卡利亞：我認為我們必須誠實，對吧？這十年，仍然是IGBT和硅用于這種高功率應(yīng)用的十年。另一方面，SiC將從2025年開始主導(dǎo)業(yè)務(wù)。現(xiàn)在還談到寬帶隙，包括GaN，我們清楚地看到，在能量和前端高達60°C的GaN，我們將有一個非常好的增長，即使今天遠遠落后于SiC。在高壓下，很明顯，帶有電池的應(yīng)用是800 V.SiC將是王者，現(xiàn)在即使在低功率下也在普及，因為IGBT并沒有真正付出很大的代價，相同功率所需的IGBT面積比SiC甚至高于叁。有時有一個神奇的數(shù)字，采購確實介意SiC比IGBT貴叁倍。所以IGBT沒有支付賬單。因此，在故事的最后，即使在非常低的功率下，SiC的入侵也低于150 kW，而且我們在不同的型號中看到的肯定會達到350 kW。因此，我認為我們面前是十年中非常令人興奮的下半年。在接下來的幾年里，仍然要與產(chǎn)能作斗爭。每個人都在大量投資。同樣，安森美半導(dǎo)體基本上正在建立捷克共和國羅茲諾夫的雙重產(chǎn)能。今年，我們擴建了五倍于翰德的設(shè)施，用于生產(chǎn)大部分碳化硅滾球。當(dāng)然，［Epi］在那里投資總是很重要，因為交貨時間非常重要。因此，未來兩叁年我們在市場上的產(chǎn)能有限，但我認為從2025年開始，SiC將無處不在。我認為在我們面前，我們有一個非常好的十年來發(fā)展這項令人興奮的技術(shù)。

　　PIETRO SCALIA：我想這必須老實說，對嗎？在接下來的十年，對于這種高功率應(yīng)用來說，仍然是IGBT和硅的十年。另一方面，從2025年開始，SiC將開始主導(dǎo)業(yè)務(wù)?，F(xiàn)在還談到寬能隙，包括GaN，我們清楚地看到，在能源以及高達60°C的GaN前端，我們將會看到非常好的成長，即使今天遠遠落后于SiC。在高電壓下，很明顯電池的應(yīng)用是800V。SiC將成為王者，現(xiàn)在即使在低功率下，它也正在普及中，因為IGBT并沒有真正付出巨大的代價，同樣需要IGBT的面積比相同功率的SiC還要高。有時會有一個神奇的數(shù)字，採購上確實介意SiC比IGBT貴叁倍。所以，IGBT并未買單。而發(fā)展到最后，SiC正在侵入150kW以下，即使是在非常低的功率下，它肯定會達到350kW，我們在不同的模型中看到了這一點。所以我們面前擺著我認為十年中非常激動人心的第二部份。未來幾年仍將與產(chǎn)能作斗爭。每個人都在大量投資。同樣地，onsemi基本上在捷克共和國建設(shè)Roznov的雙重產(chǎn)能。今年，我們將Hudson的大部份SiC 晶錠設(shè)施擴大了五倍。當(dāng)然，［Epi］在那裡投資總是很重要的，因為交貨時間非常重要。所以我們在市場上未來兩叁年的產(chǎn)能是有限的，但是我認為從2025年開始，SiC將會無處不在。而且我認為在我們面前，在這項令人興奮的技術(shù)的發(fā)展方面經(jīng)歷了非常美好的十年。

　　毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧：太好了。非常感謝你，彼得羅。非常感謝您在PowerUP的支持。謝謝。

　　MAURIZIO DI PAOLO EMILIO：太棒了。非常感謝，Pietro。非常感謝您對PowerUP的支持。謝謝你。

　　彼得羅·斯卡利亞：非常感謝你，毛里齊奧。再次感謝您成為您的客人。

　　PIETRO SCALIA：非常感謝，Maurizio。再次感謝您的邀請。

　　毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧：謝謝你，彼得羅。因此，即使在非常低的功率下，SiC的入侵功率也低于160 kW，而且我們在不同的型號中看到的功率肯定會達到250 kW?？梢钥隙ǖ氖?，正如Pietro所說，200毫米現(xiàn)在正在生產(chǎn)中，安森美半導(dǎo)體將在2025年基本開始生產(chǎn)。他們發(fā)展了不同的世代。它們處于第四代，很有可能保護結(jié)構(gòu)門，這是可靠性的關(guān)鍵要素之一。置信度提高了很多。正如Pietro所說，我們很少有失敗，在我們面前，我們有一個非常好的十年來發(fā)展這項令人興奮的技術(shù)。

　　MAURIZIO DI PAOLO EMILIO：謝謝Pietro。因此，SiC正在涌入160kW以下，即使是在非常低功率，它肯定會達到我們在不同模式中看到的250kW。當(dāng)然，正如Pietro所說的，200mm如今正在進行中，而基本上，onsemi將在2025年開始量產(chǎn)。他們已經(jīng)開發(fā)了不同世代的產(chǎn)品，如今也來到第四代了，對于可靠性關(guān)鍵要素之一的結(jié)構(gòu)閘可望帶來更大的保護能力，同時也提升了信心程度。正如Pietro所說的：「我們很少很少會失敗」，因此，展現(xiàn)在我們面前的，我們將看到這項令人興奮的技術(shù)成就極其美好的十年發(fā)展。

編輯：黃飛