SiC的黄金时代：25 年创新历程（下）

SiC 二极管和晶体管的推出对电力电子行业产生了重大影响。这为实现更快的开关频率、更高的效率以及卓越的功率密度开启了大门。而所有这些都是有效电力电子系统持续发展的关键。这些特性让 SiC 电力电子可以支持各种新兴产业，包括：太阳能、风电等可再生能源的功率转换，储能转换，以及电动火车、公共汽车和其他公共交通工具。SiC 功率器件还被用于不间断电源、工业高频电源和电机驱动等。在所有这些应用中，采用 SiC 器件的系统，工作效率更高、占用空间更小、重量更轻且不需要大量的冷却系统。这些优点很有价值，我们可以看到 SiC 正在推进各个产业的不断创新。

创新的态度

当我们回顾过去 25 年的这些里程碑，并对其间取得的所有突破进行审视思考。无论是从公司的沿革，还是从 SiC 的历史来看，很明显，Cree 对于创新的固执追求是一股强大的推动力。我们遇到过许多困难，其中某些甚至被认为是难以逾越的。一些人进行了尝试然后放弃，还有一些人则永远不会开始这些挑战。有人认为 SiC 中的微管是无法消除的，你不能制造出超过2英寸的晶圆，也不可能制造出没有退化的双极型器件。Cree 通过坚定不移地攻克障碍，最终证明所有的这些都是错误的谬论。我们的DNA决定了，我们绝不会因为只是有人说这是不可能实现的就直接转身放弃。

在某些事情里，我们不仅打破了壁垒，而且还在一直努力前进，树立新的标杆。在研制出首个2英寸 SiC 衬底之后，我们又攻克了4英寸的屏障，如今则正在推进 200 毫米晶圆产量，相信未来不久就能实现大规模生产。我们穿越了充满挑战和探险的旅程，一路走到现在，但前路依旧漫长。当我们眺望远方，前所未有的光明未来正在向我们招手。SiC 必定将在各种应用中发挥越来越重要的作用。

电动汽车上应用，是 SiC 面对的最大机遇之一。首批采用 SiC 材料的车辆，已经行驶在道路上。实际上，每家全球制造商都在将这一技术纳入未来设计，预计将在未来几年取得可喜成果。通过将硅器件替换为 SiC 器件，电动汽车的续航里程可提升 5% - 10%，或将昂贵的电池成本削减 5% - 10%。这一最受欢迎的优势，迅速地将 SiC 的地位推至逆变器、车载充电机和非车载充电机的必要组件。由于续航里程是人们购买电动汽车的重要考虑因素，因此 SiC 的采用对于汽车销量的推动也产生了重要影响。同时，SiC的采用并不会为电动汽车制造商带来成本压力。因为与硅技术相比，采用 SiC 可助力降低总体成本。伴随着电动汽车制造商从400V系统向800V系统的转型，SiC的作用也将得到进一步的放大。从效率和其他性能指标来看，电动汽车制造商将从转变采用 SiC 之中获得了更大的效益。

在过去的 25 年时间里，通信领域取得了快速创新发展。当前，它正经历着 5G 网络和微微蜂窝基站 (picocell)的剧增，以及小型分布式天线、雷达应用、航空航天和国防工具等的增长。对于所有这些应用，GaN-on-SiC 器件在效率和带宽方面都优于硅，而尺寸却小得多。

SiC 所带来的进步，提升了业界对于该材料的需求。为了增强全球供应（我们的供应量已占全球 60%），我们宣布了10亿美元的产能扩充计划，将在达勒姆 (Durham) 总部和在纽约州莫霍克山谷 (Mohawk Valley) 建造新的制造工厂。当量产就位时，我们公司的产能将比 2017 年时的水平增加 30 倍。

在过去的 25 年，SiC 和半导体行业经历了前所未有的变化。展望未来，在今后的 25 年，将会是更具变革性的时期。我们期望着它们会取得在今天看似不可能的突破。能够有幸参与到这些变革之中，着实令人兴奋不已！同时也期待着即将到来的开创性时代！

（文章选自《化合物半导体》杂志2020年10/11月刊）