東芝如何發(fā)力功率半導(dǎo)體？

在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)變革的今天，東芝電子元件（上海）有限公司（以下簡稱“東芝”）以其創(chuàng)新技術(shù)和戰(zhàn)略眼光，在新能源汽車市場中占據(jù)了重要地位。

在2023第十一屆大灣區(qū)國際新能源汽車技術(shù)與供應(yīng)鏈展覽會(huì)（NEAS CHINA）上，東芝展示了一系列創(chuàng)新的車載半導(dǎo)體產(chǎn)品，這些產(chǎn)品涵蓋了以太網(wǎng)橋接芯片、電機(jī)控制方案、碳化硅功率器件、12英寸功率半導(dǎo)體、48V至12V雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器、LED車頭燈案例和車載USB充電演示版等多個(gè)方面。

與非網(wǎng)也在展會(huì)同期有幸采訪到東芝電子元件（上海）有限公司分立器件戰(zhàn)略策劃部經(jīng)理成棟先生，深入探討了東芝在全球半導(dǎo)體市場中的定位、碳化硅和第三代半導(dǎo)體的發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢，以及公司的生產(chǎn)策略和市場挑戰(zhàn)。

用于xEV逆變器的新封裝器件以及6英寸SiC晶圓和12英寸硅晶圓展示

48V 到 12V 雙向 DC-DC 轉(zhuǎn)換器

LED 車頭燈的使用案例

車載 USB 充電演示板

東芝在新能源汽車領(lǐng)域的市場地位

東芝的汽車半導(dǎo)體產(chǎn)品具有顯著的核心競爭優(yōu)勢，特別是在實(shí)現(xiàn)高性能功率半導(dǎo)體方面。東芝自1957年開始致力于功率半導(dǎo)體事業(yè)，65年來為全球電力效率提升和節(jié)能做出重要貢獻(xiàn)。東芝的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)在中國市場占有顯著份額，與日本業(yè)務(wù)規(guī)模相近，反映了中國市場的重要性。在車載模擬IC領(lǐng)域，東芝擁有46年的經(jīng)驗(yàn)，銷售量達(dá)26億個(gè)。面對(duì)車載市場的大變革，東芝致力于提出最佳解決方案，為客戶創(chuàng)造新價(jià)值。成棟先生表示將繼續(xù)加大電機(jī)應(yīng)用的研發(fā)和市場投入。

碳化硅作為一種功率器件，在東芝的產(chǎn)品線中占據(jù)重要地位。碳化硅生產(chǎn)過程復(fù)雜，生長速度慢，需高溫環(huán)境，導(dǎo)致大規(guī)模生產(chǎn)挑戰(zhàn)及較高成本。但技術(shù)進(jìn)步預(yù)計(jì)將提升生產(chǎn)效率，使其更具競爭力。東芝雖在某些領(lǐng)域進(jìn)展緩慢，但堅(jiān)持高品質(zhì)目標(biāo)。東芝認(rèn)為，碳化硅的高效率和低發(fā)熱特性，特別是在提高電動(dòng)汽車續(xù)航能力方面，將在新能源汽車市場占重要地位。

據(jù)介紹，東芝已經(jīng)開始量產(chǎn)工業(yè)級(jí)碳化硅產(chǎn)品，同時(shí)正在積極開發(fā)車規(guī)級(jí)產(chǎn)品，預(yù)計(jì)在不久的將來上市。在新能源汽車市場，東芝利用碳化硅(SiC)技術(shù)替代傳統(tǒng)的硅基絕緣柵雙極晶體管(Si-IGBT)，以降低功耗、車輛重量，減小車載電池尺寸和重量。東芝還涉足了其它的第三代半導(dǎo)體，如氮化鉀，盡管目前這些產(chǎn)品主要用于消費(fèi)級(jí)市場。

東芝正在通過使用最新技術(shù)為加速所有電氣設(shè)備的節(jié)能化做出貢獻(xiàn)，并致力于實(shí)現(xiàn)碳中和。在xEV動(dòng)力逆變器的應(yīng)用上，東芝正加速使用SiC代替Si-IGBT，這不僅提高了逆變器的轉(zhuǎn)換效率，還實(shí)現(xiàn)了電池的輕量化和小型化，從而提高了新能源汽車的續(xù)航能力。

如何應(yīng)對(duì)功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的挑戰(zhàn)？

東芝在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域面臨的最大挑戰(zhàn)是及時(shí)響應(yīng)客戶對(duì)于各種新產(chǎn)品的需求，尤其是在不同應(yīng)用下的特定需求。公司憑借豐富的經(jīng)驗(yàn)和高品質(zhì)產(chǎn)品支持，能夠提供電壓范圍廣泛的產(chǎn)品，并根據(jù)應(yīng)用推薦合適的封裝產(chǎn)品。

芝在解決碳化硅晶圓中的技術(shù)挑戰(zhàn)時(shí)，東芝將 SiC-MOS 和 SiC SBD(肖特基二極管)做成 2 in 1 chip 的結(jié)構(gòu)和最佳柵極氧化膜工藝來應(yīng)對(duì)這一技術(shù)挑戰(zhàn)。因?yàn)椴捎昧嗽摻Y(jié)構(gòu)后，與普通 SiC-MOS 體二極管相比，SiC SBD 正向壓降小的多，這樣有助于提高逆變器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中的整個(gè)系統(tǒng)效率。這種結(jié)構(gòu)還可以避免了晶體缺陷擴(kuò)散的問題， 從而防止了長期通電期時(shí)導(dǎo)通電阻的增加，對(duì)于考慮長期到可靠性設(shè)計(jì)非常有用。

為應(yīng)對(duì)全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的波動(dòng)和不確定性，東芝通過在日本和海外建立多個(gè)生產(chǎn)基地，確保生產(chǎn)和供貨的穩(wěn)定。這種分散化的生產(chǎn)布局幫助東芝在面對(duì)全球市場波動(dòng)時(shí)保持靈活性和快速響應(yīng)。盡管東芝在半導(dǎo)體產(chǎn)能方面面臨限制，尤其是與第二代半導(dǎo)體如硅IGBT相比，但這一挑戰(zhàn)不僅限于東芝，許多國產(chǎn)廠商也面臨同樣的問題。東芝仍致力于提高產(chǎn)能，并在全球范圍內(nèi)進(jìn)行投資，特別是在12英寸晶圓的生產(chǎn)線投資，專注于功率半導(dǎo)體的生產(chǎn)。盡管公司完成私有化退市，但這一決策到目前為止對(duì)其在中國的業(yè)務(wù)沒有顯著影響。

展望2024年，東芝半導(dǎo)體的方向？

臨近歲末，成棟對(duì)與非網(wǎng)記者回顧了2023年的功率半導(dǎo)體和汽車半導(dǎo)體市場，成棟指出，雖然車載市場保持活躍，但中國市場的激烈競爭導(dǎo)致部分產(chǎn)品庫存過剩。隨著中國本土制造商數(shù)量的增加，功率半導(dǎo)體的市場價(jià)格競爭日益激烈。預(yù)計(jì)隨著汽車市場規(guī)模的擴(kuò)張和車輛功率半導(dǎo)體數(shù)量的增加，2024年市場需求將繼續(xù)增長。為應(yīng)對(duì)這一趨勢，東芝也在推進(jìn)對(duì)工廠的投資，以增強(qiáng)其生產(chǎn)能力和市場應(yīng)對(duì)能力。

此外，針對(duì)東芝私有化退市的問題，他認(rèn)為這對(duì)東芝在中國的業(yè)務(wù)沒有任何影響。

此外，成棟認(rèn)為自動(dòng)駕駛和智能座艙是當(dāng)前汽車行業(yè)的熱門話題，東芝認(rèn)為隨著車載區(qū)域架構(gòu)的不斷發(fā)展，各區(qū)域之間將通過超過1Gbps的以太網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)連接。這一趨勢預(yù)示著未來車輛將實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的自動(dòng)化和智能化。

綜上所述，東芝在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的戰(zhàn)略重點(diǎn)是推進(jìn)碳化硅等第三代化合物半導(dǎo)體的發(fā)展，同時(shí)通過提高產(chǎn)能和生產(chǎn)效率來應(yīng)對(duì)市場挑戰(zhàn)。成棟最后表示，東芝將堅(jiān)持其在高品質(zhì)產(chǎn)品上的定位，并積極適應(yīng)市場變化，以保持其在全球半導(dǎo)體市場的競爭力。