2020年11月24日下午，第十七屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA 2020）暨2020國際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS 2020）開幕大會(huì)在深圳會(huì)展中心隆重召開。
本屆論壇由國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）與第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）主辦，南方科技大學(xué)微電子學(xué)院與北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司承辦。論壇得到了國家科學(xué)技術(shù)部高新技術(shù)司、國家科學(xué)技術(shù)部國際合作司、國家工業(yè)和信息化部原材料工業(yè)司、國家節(jié)能中心、國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會(huì)、深圳市科技創(chuàng)新委員會(huì)的大力支持。并得到了深圳市龍華區(qū)科技創(chuàng)新局的特別支持。
開幕大會(huì)上，日本豐田汽車公司功率半導(dǎo)體顧問、PDPlus LLC 總裁、ISPSD2021大會(huì)主席濱田公守做了題為“汽車電氣化的最新趨勢及其對(duì)第三代半導(dǎo)體行業(yè)的影響”的主題報(bào)告。分享了汽車的電氣化趨勢，闡述了IGBT當(dāng)前的應(yīng)用狀態(tài)，以及相關(guān)封裝技術(shù)、模組等內(nèi)容。
2017年電動(dòng)汽車的比例僅為3%，到2040年，預(yù)計(jì)將達(dá)到50%。在接下來的二十年里，電動(dòng)汽車的份額將迅速增加。即使只看未來五年，電動(dòng)汽車市場也會(huì)大幅增加。電動(dòng)汽車的預(yù)期市場來看，BEV是適合碳化硅器件的市場，PHEV和Full HEV是適合硅IGBT的市場。Mild HEV是適合硅MOSFET的市場。市場預(yù)期對(duì)于碳化硅器件和硅IGBT的大量需求將與硅MOSFET相當(dāng)。
電池費(fèi)用與EV行駛里程的關(guān)系來看，電池費(fèi)用預(yù)計(jì)會(huì)逐年下降。2025年，行駛300km的電池費(fèi)用預(yù)計(jì)約為10000美元，如果電池效率能提升3%，電池費(fèi)用將下降300美元。這筆費(fèi)用和使用碳化硅器件所增加的費(fèi)用相等。所以，通過使用碳化硅器件來提升電池效率，可以使電池費(fèi)用下降3%或更多，使用碳化硅器件增加的成本可以被補(bǔ)償。
IGBT是目前功率器件的主流，但它有一些缺點(diǎn)，碳化硅器件將逐漸被用于更適合使用碳化硅的場合。除了需要降低成本，碳化硅器件也遇到了其他挑戰(zhàn)：可靠性以及電路支持。在克服了這些弱點(diǎn)之后，碳化硅器件將被應(yīng)用在在IGBT不能勝任的場合，其市場份額將逐漸增加。
對(duì)于碳化硅MOSFET，有很多問題仍需要解決，之后才能在實(shí)際應(yīng)用場合中成功使用。需要將高成本降低，也需要器件具備高可靠性。通過研制小尺寸的溝槽型MOSFET，成本能得以降低，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，需要設(shè)計(jì)成熟、合理的溝槽柵保護(hù)結(jié)構(gòu)。抑制堆垛層錯(cuò)引起的退化也是未來大規(guī)模生產(chǎn)的一個(gè)重要課題。
到2025年，氮化鎵功率器件的市場規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到6.5億美元，但是汽車相關(guān)產(chǎn)品預(yù)計(jì)只會(huì)占到6%。很多公司都在關(guān)注消費(fèi)市場，但僅有極少部分器件被認(rèn)可。
汽車應(yīng)用中對(duì)于元器件的要求。一是價(jià)格與性能的平衡。低價(jià)格是必須的，但是器件也需要滿足系統(tǒng)的電學(xué)要求。二是高可靠性，以及發(fā)生故障時(shí)能夠快速而準(zhǔn)確的響應(yīng)。除了標(biāo)準(zhǔn)分析方法之外，用于牽引系統(tǒng)的元器件還需要基于應(yīng)用場合驗(yàn)證其可靠性。對(duì)于牽引系統(tǒng)而言，零故障率是必需的，對(duì)于故障的快速分析、定位和針對(duì)解決也是必要的。這一點(diǎn)與其他應(yīng)用場合有所不同。三是長期而可靠的供應(yīng)。一旦供應(yīng)開始，元器件的型號(hào)壽命需要保持20年或更多，供應(yīng)商必需保證這一點(diǎn)。四是停產(chǎn)后的管理保障。即使供應(yīng)商的生產(chǎn)線關(guān)閉了，也需要對(duì)以上的支持負(fù)責(zé)。這一點(diǎn)與其他應(yīng)用場合有很大的差異。為了進(jìn)入和拓展汽車應(yīng)用領(lǐng)域，不僅是研究人員和工程師，管理人員也需要改變，學(xué)習(xí)和成長。
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