2020年11月24日下午，第十七屆中國國際半導體照明論壇（SSLCHINA 2020）暨2020國際第三代半導體論壇（IFWS 2020）開幕大會在深圳會展中心隆重召開。

 

本屆論壇由國家半導體照明工程研發及產業聯盟（CSA）與第三代半導體產業技術創新戰略聯盟（CASA）主辦，南方科技大學微電子學院與北京麥肯橋新材料生產力促進中心有限公司承辦。論壇得到了國家科學技術部高新技術司、國家科學技術部國際合作司、國家工業和信息化部原材料工業司、國家節能中心、國家新材料產業發展專家咨詢委員會、深圳市科技創新委員會的大力支持。并得到了深圳市龍華區科技創新局的特別支持。

開幕大會上，日本豐田汽車公司功率半導體顧問、PDPlus LLC 總裁、ISPSD2021大會主席濱田公守做了題為“汽車電氣化的最新趨勢及其對第三代半導體行業的影響”的主題報告。分享了汽車的電氣化趨勢，闡述了IGBT當前的應用狀態，以及相關封裝技術、模組等內容。

 

2017年電動汽車的比例僅為3%，到2040年，預計將達到50%。在接下來的二十年里，電動汽車的份額將迅速增加。即使只看未來五年，電動汽車市場也會大幅增加。電動汽車的預期市場來看，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。市場預期對于碳化硅器件和硅IGBT的大量需求將與硅MOSFET相當。

電池費用與EV行駛里程的關系來看，電池費用預計會逐年下降。2025年，行駛300km的電池費用預計約為10000美元，如果電池效率能提升3%，電池費用將下降300美元。這筆費用和使用碳化硅器件所增加的費用相等。所以，通過使用碳化硅器件來提升電池效率，可以使電池費用下降3%或更多，使用碳化硅器件增加的成本可以被補償。

 

IGBT是目前功率器件的主流，但它有一些缺點，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：可靠性以及電路支持。在克服了這些弱點之后，碳化硅器件將被應用在在IGBT不能勝任的場合，其市場份額將逐漸增加。

 

對于碳化硅MOSFET，有很多問題仍需要解決，之后才能在實際應用場合中成功使用。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，為了實現這一目的，需要設計成熟、合理的溝槽柵保護結構。抑制堆垛層錯引起的退化也是未來大規模生產的一個重要課題。

 

到2025年，氮化鎵功率器件的市場規模預計將達到6.5億美元，但是汽車相關產品預計只會占到6%。很多公司都在關注消費市場，但僅有極少部分器件被認可。

 

汽車應用中對于元器件的要求。一是價格與性能的平衡。低價格是必須的，但是器件也需要滿足系統的電學要求。二是高可靠性，以及發生故障時能夠快速而準確的響應。除了標準分析方法之外，用于牽引系統的元器件還需要基于應用場合驗證其可靠性。對于牽引系統而言，零故障率是必需的，對于故障的快速分析、定位和針對解決也是必要的。這一點與其他應用場合有所不同。三是長期而可靠的供應。一旦供應開始，元器件的型號壽命需要保持20年或更多，供應商必需保證這一點。四是停產后的管理保障。即使供應商的生產線關閉了，也需要對以上的支持負責。這一點與其他應用場合有很大的差異。為了進入和拓展汽車應用領域，不僅是研究人員和工程師，管理人員也需要改變，學習和成長。

 

（內容根據現場資料整理，如有出入敬請諒解）