发展第三代半导体，欧洲半导体行业协会主席、意法半导体总裁有话要说

电动 汽车 成为碳化硅技术创新重要平台

在未来十年， 汽车 产业将逐渐完成从内燃机向电动化的转变，新能源 汽车 市场将取得高速发展。这极大推动了SiC等市场的发展与技术创新。在谈到技术创新趋势时，Jean-Marc Chery表示，从最终应用模块、芯片制造工艺，到晶圆外延层和原材料等多个层面，第三代半导体都有着大量的创新发展空间。

“我们一方面在模块层面进行技术改进，电动 汽车 特别是与SiC相关的车用场景对改进逆变器、车载充电机和DC/DC变换器性能的要求十分强烈。另一方面，在制造工艺层面，我们量产的第三代SiC采用平面制造技术，已累计生产了成千数万片片晶圆，积累了大量的研制经验。我们的用户都能受益于这种可靠且高性能的第三代技术。同时我们也在开发第四代制造技术，并计划不断提高MOSFET的高应力和电气性能。”Jean-Marc Chery表示。

“原材料和外延层方面也是实现碳化硅技术发展的重要环节。意法半导体两年前收购了 Norstel公司，填补了6 英寸晶圆的制造技术。试验结果证明，我们的产品技术性能高于竞争对手。最近，我们还交付了首个8英寸碳化硅晶圆，并计划在8英寸碳化硅晶圆上率先制造测试二极管，进行MOSFET流片和测试。” Jean-Marc Chery说。

电动 汽车 的应用与发展已成为碳化硅等第三代半导体技术创新的重要平台。Jean-Marc Chery表示，从应用模块、芯片制造工艺，到晶圆外延和材料，ST将成为为数不多的供应链完全垂直整合的半导体公司之一。这种全垂直整合的发展模式对供应链的掌控与在市场中的竞争都是一个重要的优势。

特斯拉Model 3是第一个采用碳化硅功率器件的电动车车型，据悉采用的就是来自意法半导体的650V SiC MOSFET器件。相比Model s/x上采用的IGBT，SiC MOSFET能带来5% 8%的逆变器效率提升，对电动车的续航能力有着显著提升。

半导体技术朝多元化演进

第二部分是存储器，包括NAND闪存和DRAM内存。它们在存储容量和能耗方面也遵循上述原则，产品变得越来越节能，性能越来越好。

第三类是多元化半导体世界。在这个世界，并不追求极致的先进工艺，但却需要特色的工艺技术。首先是成熟的 0.5 微米到110 纳米的8英寸晶片制造技术，其次是成熟的19纳米到28纳米的12英寸晶片制程。我们将28 纳米视为晶体管栅极的创新技术，用于制造成熟的12英寸晶片。当然，这个多元化产品的半导体世界很快就会开始用16 纳米 FinFET技术设计制造嵌入式处理解决方案和电源管理解决方案，以满足 汽车 和某些特定工业应用需求。另外,还有一条技术路线是10/12纳米的FD-SOI技术。

“在这个多元化的世界里，技术节点分布的非常广泛，从0.5微米到110纳米的8英寸，再从19纳米到28纳米成熟的12英寸，然后再到FinFET双重图形和三重图形工艺。这就是我所看到的现状和趋势。”Jean-Marc Chery表示。

意法半导体将专注三大趋势：智能出行、电力和能源、物联网和5G。2020年以来，这三大趋势加速发展，并推动市场对半导体产品的需求。随着混合动力和插电式电动 汽车 及其支持基础设施的互联、数字服务和应用的普及，未来将会从传统 汽车 转向更智能的移动解决方案。意法半导体可以提供广泛的产品组合，如基于碳化硅技术的功率器件和用于电动 汽车 的电池管理解决方案，以及多核微控制器等。在电力和能源方面，随着人们越来越依赖互联网和云服务，数据中心容量不断扩大，进一步增加了对能源需求，需要大幅提高基础设施的运营效率，升级配电网络，布署智能电网。在物联网和5G方面，意法半导体希望支持智能、互联的物联网设备发展，为设备制造商提供产品和相关开发生态系统。

承诺2027年日常运营100%使用可再生能源

绿色发展越来越受到全球各国重视。在今年全国两会期间，碳达峰和碳中和被首次写入我国政府工作报告。意法半导体对绿色理念也十分重视，在采访中Jean-Marc Chery宣布，意法半导体将于2027年实现碳中和目标，承诺到2027年，日常运营中100%使用可再生能源。

“凭借我们的处理器解决方案、电力电子解决方案和模拟器件解决方案，意法半导体将成为减少排放和建设美好地球的重要推动者。” Jean-Marc Chery说。为了达到这个目标，意法半导体将升级改造Crolles和Agrate工厂的PFC处理设备，让这两处工厂的PFC 排放为零，同时优化电力和能源消耗。在制定严格的降低电力和能源消耗计划同时，意法半导体承诺100%使用可再生能源。意法半导体还尽力降低货物运输和员工出行产生的排放，尽量采用线上的方式开展业务，和客户交流。

Jean-Marc Chery强调，半导体技术有助于实现更低的功耗和更少温室气体包括二氧化碳的排放。半导体不会引起这些问题，而是解决这些问题。如果世界想要大幅节能减排，并增加设备数量和服务，满足 社会 需求，那么半导体行业是解决方案。

从竞争对手不熟悉的地方实现弯道超车。中国引爆电动 汽车 产业革命，用的就是这个方法。电动 汽车 绕开了被西方垄断的内燃机技术而取得成功，第三代半导体有可能绕开被西方垄断的光刻机技术而取得成功。实现中国芯片跨越式发展，必须专注于其它国家没有明显优势的下一代技术——能够引爆人工智能产业的第三代半导体。

有人说，中国芯片制造落后的真正原因，是没有高端光刻机。其实这话只说对了一半，即使ASML将顶级的EUV光刻机卖给中国，中国也可能需要5-8年，重复别人做过的7纳米、5纳米、3纳米，不太可能一下跳到台积电面前去做2纳米芯片。更重要的是，即使同样是生产2纳米芯片，中芯国际在良率和稳定性方面，极有可能就玩不过台积电而最终导致抢不到订单。也就是说，硅芯片无论是在制造设备，还是制造工艺上都堪称被玩到极致的境界，在几乎全部专利被垄断的情况下，恐怕就不是一台EUV光刻机能够决定胜负的了。要不然，英特尔也懒得受台积电的气了，到2023年才开始生产7纳米芯片，不直接买台EUV生产3纳米芯片就可以了！

总体来看，如果硅芯片玩到2纳米制程是物理极限，那么现在开始着手量产3纳米的台积电，2纳米技术储备肯定是比较充分了的，就看什么时候心情好开始生产而已。也就是说，中国高端芯片制造注定只能是跟随者，很难有被超越的空间了。因此，将注意力集中在第三代半导体，把希望寄托在第三代半导体，是中国芯片出头天的不二选择。所谓的第三代半导体：就是以氮化镓、碳化硅、氧化锌和金刚石四大材料为代表的下一代半导体。具有抗高压、耐高温、传输速度快速，抗击游离辐射等特征，非常符合5G环境下的基站、快充、人造卫星、新能源 汽车 ，高压变电站，物联网等人工智能重要领域的应用。

第三代半导体为智能化时代而来，目前包括台积电、英特尔和三星第三代半导体也处于刚刚起步阶段。第三代半导体用什么设备来做，用什么工艺来做全部都是待确定，这给中国在该领域后来居上提供了巨大的机会。目前中国第三代半导体产业链正在快速形成中，有些终端产品已经实现量产。第三代半导体是个非常复杂的产业生态，中国不但具有巨大的市场，而且最敢尝试新产品。现在中国基本上从最底层技术开始优先使用本土品，从软件系统嵌入、终端产品标准化形成一条龙运作，外部第三代半导体产品想进入中国市场验证性能变得越来越难。中国在5G领先的情况下，凭借强大的制造业，必将在第三代半导体打造全球最完整的全产业链。

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