Edoardo MERLI

随着第三代半导体的工艺越来越成熟和稳定，应用在工业和电动汽车上的产品也变得多样化。作为半导体行业中的佼佼者，意法半导体同样重视第三代半导体带来的优势作用，推出了有关氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）的一系列产品，有力地推动了第三代半导体在电动汽车和工业领域上的应用发展。

据调查，工业领域中将电力利用效率提升1%，就能节约95.6亿千瓦时的能源。这意味着节约了15个核电站的发电量、减排3 200万吨二氧化碳，或者是数千桶的石油。

ST进入第三代半导体双赛道

ST拥有多项新能源科技，其宽禁带技术已经催生出一系列相关应用。电力科技对实现高效用能与节能降耗起着关键作用，其中的重点就是碳化硅和氮化镓这两种新材料。

宽禁带半导体拥有工作电压高、开关速度快、工作温度高、导通电阻低、产生热量少、耗散功率低、能效高这些优势，节能效果非常出色。整条电力转换链，从发电侧开始，经过输配电、储电和变流，再到最终的用电侧也就是终端用户。毫无疑问，以碳化硅和氮化镓为主的全新电力科技能够在整条电力转换链的各个环节发挥作用，做出卓有成效的贡献。

碳化硅与氮化镓导体能够满足的需求略有不同，简单来说就是带来更强的电能。碳化硅能够提升开关频率，氮化镓消耗的电能更少。

碳化硅提升效率

以电动汽车制造为例，碳化硅可用于制造牵引逆变器、充电桩、DC-DC转换器等配套设备，这些能够带来更长的行驶里程、车辆自重的减轻等优势。除此之外当然还有性能更强的电动汽车充电站，碳化硅能够加快充电速度，缩短充电时间，从而促进电动汽车的推广和普及。

碳化硅的工业应用还包括提高服务器和数据云存储器的供电效率，此外还可应用于自动化的工业驱动电机制造，碳化硅能够让设备体积、尺寸和重量减小，最终会降低用户总体成本，而在可再生能源、太阳能电站、风车和服务器供电站等领域也有同样作用。

碳化硅逆变器相比IGBT逆变器的优势，包括总芯片面积、开关损耗、总损耗和结温，更好的温度管理、充电速度的明显提升。

氮化钱推出新品

2021年12月意法半导体发布了PowerGaN解决方案，其中大部分是面向消费者的解决方案。利用氮化镓材料大小只有过去材料的1/4，重量只有1/3，功率提升50%，能耗降低20%。目前意法半导体利用氮化镓技术生产的100 V到650 V各类产品将会陆续出炉。

在氮化镓方面，意法半导体将继续推广PowerGaN，并在其路線图中输入电压从650 V开始的G-FET、G-DRIVE和G-HEMT产品。在现有的G-HEMT产品中，公司又将增加100 V产品，进一步扩大氟化镓产品组合，增加导通电阻不同的晶体管产品。意法半导体还继续推广MasterGaN系统级封装。像碳化硅产品一样，意法半导体的氮化镓产品也采用各种封装，例如，QFN等分立封装，以及可以集成电池的新封装STLISI。公司将继续研究嵌入式裸片封装技术，以便进一步提高封装的集成度。此外，到年底还将推出第一款GaN射频晶体管产品。