“2030年碳達(dá)峰，2060年碳中和”——這是國(guó)家給出的碳中和目標(biāo)。

　　但身處半導(dǎo)體賽道的行業(yè)巨頭們，早就按捺不住內(nèi)心的渴望，開(kāi)始向“碳中和”市場(chǎng)進(jìn)軍。尤其是工業(yè)領(lǐng)域， 在“碳達(dá)峰”“碳中和”的愿景指引下，目前的工業(yè)市場(chǎng)正在發(fā)生著很多前所未有的歷史性的變革，圍繞能源管理，能源結(jié)構(gòu)的變化，能源利用的效率，工業(yè)市場(chǎng)的這些變化，蘊(yùn)育著無(wú)數(shù)的來(lái)自關(guān)于技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和商業(yè)的機(jī)會(huì)。

　　在日前舉辦的“意法半導(dǎo)體2021工業(yè)峰會(huì)”上，意法半導(dǎo)體總裁兼首席執(zhí)行官Jean-Marc Chery表示：“2020年12月，我們宣布了將在2027年實(shí)現(xiàn)碳中和的承諾，2027年購(gòu)買的電力100%來(lái)自可再生能源發(fā)電，是半導(dǎo)體行業(yè)中最早承諾實(shí)現(xiàn)碳中和的公司。”這個(gè)目標(biāo)也將貫穿整個(gè)ST的半導(dǎo)體“大戰(zhàn)略”，成為ST后續(xù)半導(dǎo)體技術(shù)研發(fā)和商業(yè)化的重要指導(dǎo)。

　　半導(dǎo)體大廠如何助力“碳中和”？

　　要實(shí)現(xiàn)2027年碳中和的承諾，“節(jié)能”和“環(huán)保”自然是個(gè)中關(guān)鍵。作為在工業(yè)領(lǐng)域已有深厚積淀的全球半導(dǎo)體巨頭，ST如今的產(chǎn)品線已經(jīng)全面落實(shí)這兩大指標(biāo)。當(dāng)前，除了廣為人知的優(yōu)勢(shì)型產(chǎn)品MCU之外，ST目前針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域擁有電機(jī)控制、電源管理的STSPIN，以及最新系統(tǒng)級(jí)封裝氮化鎵產(chǎn)品如MasterGaN系列。除此之外，ST還擁有強(qiáng)大的產(chǎn)品組合，以支持電源和能源管理產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)張。STPower憑借其中的碳化硅MOSFET、IGBT和碳化硅MOSFET器件在這項(xiàng)技術(shù)中占據(jù)主導(dǎo)地位。

　　為了實(shí)現(xiàn)碳中和，我們需要將現(xiàn)在化石能源生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵞茉春涂稍偕茉矗夥ò雽?dǎo)體亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品器件部市場(chǎng)和應(yīng)用副總裁Francesco MUGGERI表示：“其中與電子相關(guān)的主要有兩個(gè)方向——風(fēng)能和太陽(yáng)能。首先，我們需要為這兩個(gè)市場(chǎng)生產(chǎn)更多的電子元件，因?yàn)樾枨笤诒l(fā)式地增長(zhǎng)，我們需要生產(chǎn)更多的產(chǎn)品來(lái)支持這些細(xì)分市場(chǎng)。”

　　“第二，正如你提到的那樣，我們需要生產(chǎn)適用于這些應(yīng)用的元件，以減少能源浪費(fèi)。就此，我再次強(qiáng)調(diào)SiC和IGBTs的重要作用。所以，我們需要更大的模塊來(lái)提高效率，我們也需要引入新的技術(shù)。就這一塊來(lái)說(shuō)，SiC對(duì)于大功率風(fēng)能和太陽(yáng)能都是十分理想的。”Francesco MUGGERI強(qiáng)調(diào)。

　　通過(guò)各類產(chǎn)品的相互配合，一方面通過(guò)增加供給，另一方面提高這些設(shè)備在減少損耗方面的能力，進(jìn)而助力全球加速實(shí)現(xiàn)“碳中和”的目標(biāo)。

　　第三代半導(dǎo)體的“碳中和”潛力

　　從半導(dǎo)體技術(shù)的角度，要盡快實(shí)現(xiàn)“碳中和”，第三代半導(dǎo)體技術(shù)的布局自然不可或缺。據(jù)Yole數(shù)據(jù)顯示，到2020年底，身為第三代半導(dǎo)體兩大主角的碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）功率半導(dǎo)體的全球市場(chǎng)將增長(zhǎng)到8.54億美元。其中，碳化硅（SiC）市場(chǎng)規(guī)模約為7.03億美元，氮化鎵（GaN）市場(chǎng)規(guī)模約為1.5億美元。到2025年碳化硅（SiC）市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)30億美元，氮化鎵（GaN）市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)6.8億美元，翻了四倍多。

　　以SiC為例，由于SiC的寬禁帶、高擊穿電場(chǎng)、高熱傳導(dǎo)率和高電子飽和速率的物理性能，使其有耐高溫、耐高壓、高頻、大功率、抗輻射等優(yōu)點(diǎn)，可降低下游產(chǎn)品能耗、減少終端體積。碳化硅具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率，且不會(huì)隨著頻率的提高而降低，碳化硅器件的工作頻率可以達(dá)到硅基器件的 10 倍，相同規(guī)格的碳化硅基MOSFET總能量損耗僅為硅基IGBT的30%。

　　這也是為何ST正加速布局全新的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品線的關(guān)鍵所在。據(jù)編者了解，針對(duì)碳化硅，ST目前已經(jīng)做了大量投資，比如收購(gòu)了Norstel，目標(biāo)是垂直整合供應(yīng)鏈，F(xiàn)rancesco MUGGERI告訴華強(qiáng)電子網(wǎng)記者：“我們目前的晶圓供應(yīng)來(lái)自兩大公司，一家是德國(guó)的Wolfspeed Cree，另一家是美國(guó)的SiCrystal。目前，我們已經(jīng)投入生產(chǎn)。為了強(qiáng)化這一點(diǎn)，我們的目標(biāo)是到2024年，實(shí)現(xiàn)40%的內(nèi)部晶圓供應(yīng)。為此，（除了瑞典北雪平市的晶圓廠之外）我們還在意大利卡塔尼亞也建了一座晶圓廠，這座新廠正在建設(shè)之中，很快就可以投入使用。我想該廠在明年年中基本上就可以使用了。”

　　另外，在8英寸晶圓樣品方面，ST目前也已經(jīng)有新的進(jìn)展，F(xiàn)rancesco MUGGERI表示：“大家知道目前生產(chǎn)的是6英寸晶圓，但ST已經(jīng)在生產(chǎn)8英寸晶圓樣品，這個(gè)消息我們?cè)谝粋€(gè)半月前樣品出來(lái)后已經(jīng)宣布，這是我們?cè)谔蓟璺矫嬲谧龅墓ぷ鳌Ｄ壳埃覀円呀?jīng)向市場(chǎng)推出第三代碳化硅技術(shù)，不久我們將推出第四代，以后還將推出第五代半導(dǎo)體，在汽車和工業(yè)領(lǐng)域都非常適用。”

　　除此之外，GaN作為更加先進(jìn)的第三代半導(dǎo)體方案，相比SiC具備更高的電子遷移率，這這意味著氮化鎵將是當(dāng)前市場(chǎng)上極高頻率的最佳半導(dǎo)體材料。

　　針對(duì)GaN方面，F(xiàn)rancesco MUGGERI透露：“我們已經(jīng)在法國(guó)圖爾市投入了氮化鎵生產(chǎn)，很快將擁有我們自己的技術(shù)。我們一直在對(duì)EXAGAN公司進(jìn)行投資，我們已經(jīng)收購(gòu)了該公司的大部分股份，該公司有著非常有趣的專利。我們正在全速前進(jìn)通過(guò)涵蓋三個(gè)方面的技術(shù)。我們將有常開(kāi)的G-FET，在這種情況下需要在器件內(nèi)部進(jìn)行級(jí)聯(lián)配置的氮化鎵驅(qū)動(dòng)器。我們也會(huì)推出常閉型e-mode GHEMT技術(shù)，以及帶有嵌入式硅數(shù)字門的超快速氮化鎵驅(qū)動(dòng)器G-DRIVE，這三個(gè)PowerGaN系列都會(huì)相繼推出。我們?cè)趦?nèi)部為其申請(qǐng)了STPower GaN和STI2GaN商標(biāo)。STI2GaN主要面向汽車領(lǐng)域。STPower GaN的技術(shù)主要面向SMPS領(lǐng)域，同時(shí)也在推進(jìn)射頻方面的工作。”

　　可將，針對(duì)“2027年成為全球首家實(shí)現(xiàn)碳中和的半導(dǎo)體公司”，如今的ST“底氣十足”。正如ST一貫堅(jiān)持的那樣，“2025年以前，ST的用水量將比2016年減少20%。這是公司最近對(duì)外透露的官方數(shù)據(jù)。”這對(duì)于一家全球半導(dǎo)體大廠來(lái)說(shuō)，難能可貴。在對(duì)可持續(xù)、尤其是碳中和的遵循方面，ST也將比市場(chǎng)中的任何其它公司都要站得更高，走得更前，看的更遠(yuǎn)。