EV電動車推動碳化矽功率器件爆發，USCi為何看好中國市場？
近年來，以碳化矽(碳化矽)和氮化鎵(GaN)等寬禁帶化合物為代表的第三代半導體材料引發全球矚目。由於其具有禁頻寬、擊穿電場強度高、飽和電子遷移率高、熱導率大、介電常數小、抗輻射能力強等優點，
2015年5月8日，在國務院印發《中國製造2025》中4次提到以碳化矽、氮化鎵為代表的第三代半導體功率器件，
相比傳統矽器件，碳化矽的器件的關鍵區別是碳化矽的帶隙較傳統矽大三倍多，
據瞭解，當前雖然整個碳化矽功率器件行業尚在起步階段，
目前，專注於碳化矽 (碳化矽)材料的美國公司United Silicon Carbide（以下簡稱USCi）正在大力開拓中國市場，USCi的主要願景是實現綠色和可持續的經濟發展，
USCi總裁兼首席執行官Chris Dries博士
為何要投資碳化矽行業？日前，USCi總裁兼首席執行官Chris Dries博士接受了《國際電子商情》的獨家專訪，在向國內公司介紹USCi背景的同時，也談到了自己對碳化矽功率器件產業的趨勢看法。
據瞭解，USCi的創業團隊大多數來自Sensors Unlimited公司，這家公司主要生產短波紅外波段的圖像感測器和攝像頭。
2007年，包括Chris Dries在內的創始團隊行業出售了Sensors Unlimited公司，由於此前一直專注於磷化銦 (InP) /砷化銦鎵(InGaAs)化合物半導體材料，因此他們希望尋求一家發展新材料的公司來進行投資和生產。
電動車推動碳化矽材料應用，USCi產品線介紹一直以來，碳化矽材料由於成本較高，因此未能在市場上迅速普及。隨著製造商的生態系統不斷發展，並且出現了競爭，降低了解決方案的成本，碳化矽器件在市場上的採納正在加速，尤其是電動汽車充電等應用可從碳化矽器件性能獲得很多好處，成為了強大的推動力。“我們和競爭對手的業務規模都正在急劇增長。” Chris Dries表示。
USCi的主要產品線中文介紹
目前，USCi主要有兩個銷售產品線，分別是碳化矽肖特基二極體(Schottky Diode)和碳化矽FET。其中肖特基二極體主要用於功率因數校正和光伏發電，不過隨著電動汽車充電系統和車載DC-DC轉換器日益普及，這一塊的業務也在蓬勃發展。USCi的碳化矽FET器件十分獨特，因為它們非常易於集成到客戶設計中，使客戶能迅速擁有當今世界上最先進的碳化矽電晶體解決方案。
據介紹，目前USCi在電動汽車領域已佔據舉足輕重的地位，此次來深圳Chris Dries的一個目的就是為了拜訪深圳的一個重要客戶。在汽車領域，USCi的主要應用是車載充電和DC-DC轉換。
電動汽車的電池必須充電，通常來自240V插座，但大多數人並未考慮到汽車上的其它電力轉換需求。由於傳統汽車供電採用的是12V電源，轉換器需要將電源從高壓電池匯流排電壓降低至12V部件的生態系統，比如風擋雨刷、收音機和電動車窗等。在冬季時，我們必須將電動汽車中的大功率路由到加熱器，這也是另一個很重要的大功率應用。Chris Dries認為，為了適應這種變化，從2020年開始，電機逆變器驅動器將會從IGBT轉向碳化矽功率器件。
USCi的競爭優勢，業界最好的體二極體性能相比Littlefuse、英飛淩等競爭對手，USCi的器件的特點之一是相容標準的矽柵極驅動，大大簡化了設計專案的工作，並且更容易贏取客戶的設計合同。
“我們擁有業界最好的體二極體性能，幾乎相當於碳化矽肖特基二極體，在工作溫度下，我們的反向恢復電荷的絕對值比最接近的競爭產品要好3倍。我們達到了所有這些成果，同時保持了較高的5V閾值電壓，並且在1200V下的碳化矽晶片面積僅為最接近的競爭對手產品的一半，在650V下的碳化矽晶片面積僅為對手的25%。”Chris Dries表示，對於USCi來說，650V電壓級別是一個巨大的優勢，由於掌握該技術，使得電壓級別上與Si超結型 (superjunction)競爭對手產品的價格接近。也是因為掌握該技術，USCi的器件在短路耐受時間和雪崩能力方面具有出色的穩健性。
攜手本土管道商及基底製造商，USCi希望幫助矽基底成本降低對於中國市場，USCi寄予了很深的期望。“中國不僅地域遼闊，還有很多商機，加上巨大的市場規模，使得在中國銷售與世界其它地區有所不同。” Chris Dries表示，目前USCi在中國擁有多個全球和本地的分銷管道，未來打算至少在深圳和上海開設辦事處，並且聘請一些本地的銷售人員和現場應用工程師。“我們正在建立一個中文網站，希望能夠在2018年第一季完成。此外，我們在美國有很多懂中文的工程師，並且已經在美國製作了一些中文的內容和演示。” Chris Dries表示，USCi正在探索利用社交媒體來發佈這些內容，並將USCi品牌發展成為大功率轉換領域的思想領導者，特別是與碳化矽有關的領域。
“在中國，我們還沒有看到來自器件製造商的直接競爭，但對手肯定將會出現。而這就是USCi不斷進行器件技術創新的原因，我們力爭在技術範疇遠遠超越競爭對手，要比它們超出多個世代。”Chris Dries表示，近幾年中國企業在碳化矽材料領域，特別是在基底和外延片市場進行了的大力投資。Chris Dries表示，USCi歡迎來自中國的矽基底供應增長。另外，USCi也已經與一些中國的基底製造商會面，共同幫助降低基底成本。同時USCi正聯同多個分包商/經銷商合作夥伴聯手，大量投資在中國製造的模組。“基底成本的速度降低越快，我們的市場就越大，能夠從傳統矽器件手中奪得的市場也就越多。”Chris Dries認為。
據介紹，USCi目前的生產製造主要在美國工廠，一條是100mm生產線；而另一條是符合汽車品質要求的150mm生產線。後端製造則位於菲律賓和中國。其中100mm生產線主要面向用於光電和射頻市場的GaAs和InP器件；而150 mm生產線主要面向在傳統汽車應用中具有重要地位的Si CMOS產品系列，但碳化矽器件的生產也正在不斷增長。據介紹，以目前的產能來看，大概可以達到每月5000個6吋晶圓。“雖然基底供應短期內緊張，但未來18個月將有額外產能上線，相信我們快將回到正常供應狀態。”Chris Dries最後表示，雖然目前團隊成員中在GaN方面有著豐富的經驗，但USCi的發展重點集中在擁有穩健性和市場成熟度的碳化矽器件，暫時無意發展GaN器件。
本文為國際電子商情（微信公眾號：esmcol）原創文章，版權所有！
USCi產品線介紹一直以來，碳化矽材料由於成本較高，因此未能在市場上迅速普及。隨著製造商的生態系統不斷發展，並且出現了競爭，降低了解決方案的成本，碳化矽器件在市場上的採納正在加速，尤其是電動汽車充電等應用可從碳化矽器件性能獲得很多好處，成為了強大的推動力。“我們和競爭對手的業務規模都正在急劇增長。” Chris Dries表示。
USCi的主要產品線中文介紹
目前，USCi主要有兩個銷售產品線，分別是碳化矽肖特基二極體(Schottky Diode)和碳化矽FET。其中肖特基二極體主要用於功率因數校正和光伏發電，不過隨著電動汽車充電系統和車載DC-DC轉換器日益普及，這一塊的業務也在蓬勃發展。USCi的碳化矽FET器件十分獨特，因為它們非常易於集成到客戶設計中，使客戶能迅速擁有當今世界上最先進的碳化矽電晶體解決方案。
據介紹，目前USCi在電動汽車領域已佔據舉足輕重的地位，此次來深圳Chris Dries的一個目的就是為了拜訪深圳的一個重要客戶。在汽車領域，USCi的主要應用是車載充電和DC-DC轉換。
電動汽車的電池必須充電，通常來自240V插座，但大多數人並未考慮到汽車上的其它電力轉換需求。由於傳統汽車供電採用的是12V電源，轉換器需要將電源從高壓電池匯流排電壓降低至12V部件的生態系統，比如風擋雨刷、收音機和電動車窗等。在冬季時，我們必須將電動汽車中的大功率路由到加熱器，這也是另一個很重要的大功率應用。Chris Dries認為，為了適應這種變化，從2020年開始，電機逆變器驅動器將會從IGBT轉向碳化矽功率器件。
USCi的競爭優勢，業界最好的體二極體性能相比Littlefuse、英飛淩等競爭對手，USCi的器件的特點之一是相容標準的矽柵極驅動，大大簡化了設計專案的工作，並且更容易贏取客戶的設計合同。
“我們擁有業界最好的體二極體性能，幾乎相當於碳化矽肖特基二極體，在工作溫度下，我們的反向恢復電荷的絕對值比最接近的競爭產品要好3倍。我們達到了所有這些成果，同時保持了較高的5V閾值電壓，並且在1200V下的碳化矽晶片面積僅為最接近的競爭對手產品的一半，在650V下的碳化矽晶片面積僅為對手的25%。”Chris Dries表示，對於USCi來說，650V電壓級別是一個巨大的優勢，由於掌握該技術，使得電壓級別上與Si超結型 (superjunction)競爭對手產品的價格接近。也是因為掌握該技術，USCi的器件在短路耐受時間和雪崩能力方面具有出色的穩健性。
攜手本土管道商及基底製造商，USCi希望幫助矽基底成本降低對於中國市場，USCi寄予了很深的期望。“中國不僅地域遼闊，還有很多商機，加上巨大的市場規模，使得在中國銷售與世界其它地區有所不同。” Chris Dries表示，目前USCi在中國擁有多個全球和本地的分銷管道，未來打算至少在深圳和上海開設辦事處，並且聘請一些本地的銷售人員和現場應用工程師。“我們正在建立一個中文網站，希望能夠在2018年第一季完成。此外，我們在美國有很多懂中文的工程師，並且已經在美國製作了一些中文的內容和演示。” Chris Dries表示，USCi正在探索利用社交媒體來發佈這些內容，並將USCi品牌發展成為大功率轉換領域的思想領導者，特別是與碳化矽有關的領域。
“在中國，我們還沒有看到來自器件製造商的直接競爭，但對手肯定將會出現。而這就是USCi不斷進行器件技術創新的原因，我們力爭在技術範疇遠遠超越競爭對手，要比它們超出多個世代。”Chris Dries表示，近幾年中國企業在碳化矽材料領域，特別是在基底和外延片市場進行了的大力投資。Chris Dries表示，USCi歡迎來自中國的矽基底供應增長。另外，USCi也已經與一些中國的基底製造商會面，共同幫助降低基底成本。同時USCi正聯同多個分包商/經銷商合作夥伴聯手，大量投資在中國製造的模組。“基底成本的速度降低越快，我們的市場就越大，能夠從傳統矽器件手中奪得的市場也就越多。”Chris Dries認為。
據介紹，USCi目前的生產製造主要在美國工廠，一條是100mm生產線；而另一條是符合汽車品質要求的150mm生產線。後端製造則位於菲律賓和中國。其中100mm生產線主要面向用於光電和射頻市場的GaAs和InP器件；而150 mm生產線主要面向在傳統汽車應用中具有重要地位的Si CMOS產品系列，但碳化矽器件的生產也正在不斷增長。據介紹，以目前的產能來看，大概可以達到每月5000個6吋晶圓。“雖然基底供應短期內緊張，但未來18個月將有額外產能上線，相信我們快將回到正常供應狀態。”Chris Dries最後表示，雖然目前團隊成員中在GaN方面有著豐富的經驗，但USCi的發展重點集中在擁有穩健性和市場成熟度的碳化矽器件，暫時無意發展GaN器件。
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