英飞凌：以芯创新碳化硅产品应用创新之路（11页）.pdf

1、1public赵天意 英飞凌科技工业与基础设施以芯创新，碳化硅产品应用创新之路2Copyright Infineon Technologies AG 2024.All rights reserved.public2024-06 可再生能源持续增长，增加电力转换和控制需求；高压直流，提升电网可靠性、灵活调度能力和可扩展性；智能电网，增加固态断路器、电力路由等需求；可再生能源及电网升级电动汽车普及和扩展工业、消费能效+智能提升 电动汽车渗透率增加，功率半导体需求，远超内燃汽车；电动汽车动力转换系统升级，增加对碳化硅等产品需求；充电桩、OBC等需求持续增加，支持电动汽车发展；高效节能家用电器，如空调

2、和冰箱，提升转换效率需求；工业变频、软起、伺服等大规模应用，推动能效升级；人工智能、机器人等应用，激励半导体行业增长；新型能源系统发展和进化，推动功率半导体行业复苏及快速增长57452761368815892022202320242025来源：WSTS历史数据。|预测来源：WSTS、Omdia、Gartner、TechInsights；2024/05更新市场规模（营收）预计收入范围全球半导体市场V型曲线市场规模（十亿美元）3%-8%19%24%3Copyright Infineon Technologies AG 2024.All rights reserved.public2024-06功率

3、半导体技术发展200年，第三代半导体进阶之路1st1824年，瑞典化学家Berzelius在人工生长金刚石的过程中发现碳化硅90年代至21世纪初，碳化硅因其耐高温、高耐压、高电流承载能力和低导通电阻等优势，开始被广泛研究用于功率器件。21世纪1020年代，碳化硅技术取得重要突破，以英飞凌代表的多家公司，开始实现碳化硅器件的商业化生产，市场逐渐扩大。202426年，8寸碳化硅工厂投产，材料合成、器件设计和制造工艺全面创新以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体，将在市场应用和产品创新双驱动下，覆盖各种应用场景，成为功率半导体主流产品4Copyright Infineon Technologies A

4、G 2024.All rights reserved.public2024-06高效率绿色应用系统级性价比寿命周期可靠性功率半导体产品进化方向碳化硅发展挑战，未来，我们需要什么样的碳化硅产品？可再生能源及电网升级电动汽车普及和扩展工业、消费能效+智能提升新型能源系统应用需求市场应用发展驱动力碳化硅产品创新产品设计创新生产工艺创新系统应用创新小尺寸低成本更高效5Copyright Infineon Technologies AG 2024.All rights reserved.public2024-06碳化硅发展之路1/5：优化结构设计，降低损耗，提升效率及开关速度平面型结构碳化硅沟槽型结构碳

5、化硅平面栅结构沟槽栅结构工艺复杂程度简单复杂电场分布和击穿电压只能承受较低的击穿电压减少电场浓度，能承受更高的击穿电压开关速度平面栅因电荷累积效应，开关速度较慢降低电荷积累效应，具有更快的开关速度元胞密度和导通电阻平面结构，导通电阻相对较高高元胞密度，有利于减少导通电阻，降低功耗浪涌电流和短路能力平面结构有利于表面散热，但受电场分布等影响，短路和抗浪涌能力较弱更优化的电场分布+更低的电荷积累效应，提升短路能力可靠性平面结构易受宇宙射线、器件表面氧化及潮湿等影响沟槽的垂直结构带来更低的缺陷密度，同时提升高温抗氧化性、耐腐蚀等性能沟槽栅侧壁形成沟道结构，提高沟道迁移率的同时消除JFET区域，进一步

6、降低器件导通电阻，开关速度更快，器件性能相对高效。6Copyright Infineon Technologies AG 2024.All rights reserved.public2024-06碳化硅发展之路2/5：快速迭代芯片+封装创新，持续提升可靠性及性价比CoolSiC MOSFET 第二代SiC技术在提升质量和可靠性的前提下，将MOSFET的主要性能指标（如能量和电荷储量）提高了20%，不仅提升了整体能效，更进一步降低了系统成本。Smaller,lighter and more powerful inverters with ever increasing Watt/kgIncre