意法半导体怎么看第三代半导体商用进度？

图：图虫

来源：21tech

作者：罗轶琪

编辑：张伟贤

在包括5G、在不断加强高频、高功率应用特性要求的背景下，第三代半导体迎来了快速发展期。

目前，世界上第三代半导体的主要三大领导者是Wolfspeed、前者主要从碳化硅开始（SiC）在基础环节，后两者主要从功率设备开始。随着产业链能力的进一步扩大，这三家龙头厂商也在加快产业链垂直整合的过程中。

最近，意大利半导体汽车和分立器件产品部(ADG)，功率晶体管事业部市场沟通经理Gianfranco DI MARCO接受21世纪经济报道记者专访时表示， 意大利半导体可以通过现有的6英寸设备处理8英寸碳化硅晶圆，从而大大降低了生产线升级所需的设备投资成本。

以碳化硅为收入增长点:目标是2024年碳化硅产品销售额达到10亿美元。此前披露的2021年度数据显示，年净收入为127.6亿美元。考虑到它的第一个12000美元。V SiC MOSFET对该领域发展的期望并不长。

图为2021年意法半导体财务报告披露，图源：公司公告

当然，在全球供应链形势仍不稳定时，意大利半导体也在加强对整体产能的投资。我想强调的是，在2021年财务报告中，公司总裁兼首席执行官Jean-Marc Chery为了进一步提高产能，支持我们的战略计划，意大利半导体计划2022年资本支出约34-36亿美元，包括在意大利Agrate 新厂第一条300mm(12寸)晶圆生产线。’ 2021年18日左右，我们.花费3亿美元的两倍。”他如此援引道。

持续扩张

加快8英寸碳化硅晶圆升级

在国内外，从意法半导体的角度来看，加快第三代半导体市场的产能和技术正成为共同趋势。

Gianfranco多年来，向记者介绍， 意大利半导体一直称雄碳化硅和氮化镓（GaN）宽禁带(WBG)半导体市场的宏伟目标。

具体来说，在碳化硅方面，根据持续发展计划，我们正在增加意大利卡塔尼亚的6 为了满足汽车和工业客户日益增长的需求，新加坡开始生产6英寸晶圆。

他进一步介绍，公司同时实施了行业垂直整合计划，并于2019年收购了碳化硅衬底制造商 Norstel该公司已将意法半导体合并100%，更名为ST SiC AB。该团队专门生产碳化硅衬底，并将加快我们向8英寸晶圆生产的升级。我们已经宣布8英寸原型片的成功开发和调试。

氮化镓领域，Gianfranco指出法国图尔8英寸晶圆厂投资建设意法半导体已进入最后阶段，目前已推出首款650V e-mode氮化镓晶体管G-HEMT，并将在2022年继续扩大产品系列，并计划从2022年底开始在氮化镓产品组合中增加100V产品。

意大利半导体很早就决定为新兴的电动汽车市场提供碳化硅MOSFET晶体管。与此同时，电动汽车市场增长惊人。这些先发优势帮助意大利半导体获得了两位数的全球市场份额。

受访人Gianfranco DI MARCO，图源：公司正式提供

但随着持续投资扩产的过程，业内有人认为8寸碳化硅晶圆目前似乎还没有成为必然的发展趋势。

对此，Gianfranco回应《21世纪商业先驱报》，硅半导体的发展历史已经证明，使用更大尺寸的晶圆可以提高生产率，帮助最终客户提高竞争力。对于意大利半导体，我们现有的6英寸设备可以处理8英寸晶圆，大大降低了生产线升级所需的设备投资成本。

他进一步说， 碳化硅衬底的内部控制通过垂直集成设计和生产链，这是我们升级到8英寸的奖励，因为我们可以提高我们的独立性，更快地完成8英寸的升级。

由此可见，在投资新兴技术的过程中，产业链整合能力越来越重要，能力不断提高，前沿技术的快速研发和部署得到了实施。

Gianfranco对记者进行分析，一般来说，对于硅等高市场整合技术，无论是无工厂商业模式，还是内部制造和外部OEM混合商业模式，都非常成功，为供应链带来了更大的灵活性。

但我们认为这些模式不适合碳化硅，因为碳化硅的供应不是那么大和稳定， 因此，完全控制供应链对碳化硅企业来说非常重要，以确保碳化硅制造商能够购买制造碳化硅设备所需的基本材料，主要是基础。此前，基础短缺阻碍了碳化硅市场的增长。他补充说。

我们坚信，成为一家综合性半导体制造商 (IDM) 特别是考虑到碳化硅对电动汽车的安全供应，确保碳化硅产品的安全供应是非常必要的 (EV) 行业的战略意义。而且，当供应链可能中断时，IDM考虑到一些破坏供应链的因素，该模型还可以起到缓冲保护的作用。可以说，垂直整合已经成为碳化硅制造商的特征和差异化特征。” 他如此说道。

应用探索

硅基和新半导体材料器件共存多年

碳化硅相关功率设备在智能汽车上的应用已逐渐落户，但业内普遍认为，考虑到落地成本仍然较高，应用落地将是一个循序渐进的过程。

其中，上述三大第三代半导体领域的龙头厂商先后开发了基于各自路线的碳化硅MOSFET等相关功率器件，并希望在一定程度上促进应用成本的逐步缩小。

考虑相关应用成本，Gianfranco对记者说，意法半导体是半导体制造商， 重点是产能、产品性能，包括升级到8 英寸SiC积极的创新计划，包括晶圆制造。我们致力于帮助电动汽车制造商提供更高性能和更具竞争力的车型。需要强调的是，电动汽车的动力电池仍然非常昂贵，电池技术仍然需要改进。电动汽车的成本更多，电动汽车的成本更多地取决于电池成本。 硅半导体和碳化硅将共存几年。我们不确定碳化硅什么时候能完全取代硅基装置，至少十年内不会发生。”

当然，这是基于两种不同材料的特性。我们相信硅半导体和新半导体材料将继续共存一段时间。碳化硅和氮化镓将在硅不占主导地位的新电路拓扑中提高其作用和市场份额。当能够证明能源效率和价值时，新的半导体材料将取代现有的硅半导体。以5G例如，镓为例，氮化镓将取代硅基芯片，提高市场渗透率。他进一步补充道。

谈到是否会增加对部分业务领域的投入或业绩预期，Gianfranco回应说，意大利半导体一直认为，制造商拥有广泛的产品是一种优势，因为客户总是在寻找整体解决方案，而不仅仅是单一的技术。同时，我相信，掌握不同的半导体技术知识有助于将创新功能融入新兴技术，如碳化硅。

今天，硅基半导体是一项成熟的技术，不需要大量投资于创新，创造的收入也可以投资于碳化硅等资本密集型领域。硅技术的成熟也意味着硅基产品的创新将在很大程度上是渐进的创新，碳化硅更有可能取得飞跃的进步，比如我们的第三代碳化硅STPOWER那样。他这样分析。

作为行业Top意大利半导体对两大第三代半导体领域的应用场景具有一定的行业意义。Gianfranco向记者介绍， 碳化硅在一定程度上是功率半导体技术的新前沿，因为它正在完全改变电力转换生态系统，汽车制造商车制造商在未来几年推出越来越多的电动汽车车型的不懈努力。

在我们看来，氮化镓主要是碳化硅的补充；650两种技术V氮化镓晶体管的开关频率远高于碳化硅，更适合下一代车载充电机和更小的尺寸和更高的功率密度DC-DC变换器。当然，氮化镓的技术成熟度落后于碳化硅，目前还有很长的路要走。他续称，氮化镓技术除了用于充电器和数据中心电源外，DC-DC除了转换器、太阳能逆变器等功率转换应用外，该公司仍在使用5G氮化镓产品的开发是基站和毫米波功放应用。

随着对第三代半导体市场的投资和扩张，这似乎是一个充满希望的市场。

随着碳化硅市场的扩大，必然会吸引更多的玩家进入市场。因此，蜂拥而至并不奇怪。”Gianfranco中国是目前最大的电动汽车市场，由于提前布局，意大利半导体已经占据了一席之地；我们和中国汽车制造商正在开发几个项目。意大利半导体的主要碳化硅密封试验厂在深圳，我们在新加坡有第二家碳化硅厂，所以我们是东亚真正的本地供应商。”

编辑：卢陶然

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