【導(dǎo)讀】2021年3月18日，美國北卡羅萊納州達勒姆訊––全球碳化硅技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)科銳Cree, Inc. (Nasdaq: CREE) 聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官John Palmour 博士發(fā)表了以《賦能未來，勇往直前：SiC MOSFET問世10周年的思索》為題的文章。
John Palmour 博士, 科銳聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官
近二十年研發(fā)路，厚積薄發(fā)
在2011年，在經(jīng)過了將近二十年的研發(fā)之后，科銳推出了全球首款SiC MOSFET。盡管業(yè)界先前曾十分懷疑這是否可能實現(xiàn)。在成功發(fā)布之前，普遍的觀點是SiC功率晶體管是不可能實現(xiàn)的，因為太多的材料缺陷使其不可行。先前普遍的看法是不可能開發(fā)出可用的SiC MOSFET，基于SiC的氧化物絕緣體是不可靠的。科銳作為SiC MOSFET的開創(chuàng)者，堅定無畏的在這條充滿荊棘但光明無限的道路上不斷前行。因為我們始終相信MOSFET才是客戶需要的“最終答案”，我們堅信可以通過SiC，開發(fā)出市面上最為強大和可靠的半導(dǎo)體。
在開發(fā)過程中，科銳探索了三種不同晶體結(jié)構(gòu)，竭盡全力在降低成本的同時提高安培容量，提高了1000倍甚至更多！最初的晶圓尺寸僅有小指指甲大小。之后，科銳終于將基于3” 吋晶圓的SiC MOSFET推向市場。同時，以科銳的行事風(fēng)格，并沒有停歇下來去慶祝第1代SiC MOSFET的推出，而是迅速投入到了第2代產(chǎn)品的開發(fā)。
堅持不懈創(chuàng)新，再現(xiàn)生機勃勃
最初的階段并非沒有彷徨，但我們知道要想推動產(chǎn)業(yè)更多的采用，我們就必須不斷地在降低成本的同時提升性能。在那段時間里，我們讓許多原先認(rèn)為不可能實現(xiàn)的人改變了觀點。我們目睹了友商公司放棄了其他器件結(jié)構(gòu)的選擇，而開始朝向MOSFET迅速邁進。隨著各個產(chǎn)業(yè)開始認(rèn)識到SiC MOSFET可以適用于不同應(yīng)用，我們看到了新的市場和垂直領(lǐng)域。
但即便是我自己，當(dāng)時也沒能全面意識到某些市場將來會變得多么巨大。我們認(rèn)識到SiC MOSFET能在巨量的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用，而電動汽車會是一個重要的賽道。我們知道其有潛力，但是我們很難想象這個機遇會有多么巨大，以及我們將助力電動汽車產(chǎn)業(yè)的塑造。
在采用SiC逆變器的特斯拉Model 3的推出之后，一切都發(fā)生了改變。在看到了采用SiC器件所能實現(xiàn)的功率密度和續(xù)航里程，各家汽車OEM廠商都開始爭相研究如何在他們的汽車之中采用該項技術(shù)。
今天電動汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，讓我想到了我們公司歷史上的另一個關(guān)鍵時期。我記得目睹了科銳LED業(yè)務(wù)的巨大發(fā)展浪潮。從90年代中期科銳LED在大眾汽車儀表盤上的首次采用，到全行業(yè)對于固態(tài)照明的擁抱。我見證了公司之前的爆發(fā)式增長---而這一幕在今天又開始重現(xiàn)。
下一個十年，滿懷期待
十年之前，我們身處一生一遇的增長曲線的初期階段。現(xiàn)在，我們又迎來了這樣的機遇。我迫不及待地想要看到未來十年我們將達到怎樣的高度。
從一開始的不被看好到現(xiàn)在的萬眾矚目，SiC MOSFET器件一鳴驚人的背后是幾十年如一日的研發(fā)奮斗。科銳用實際行動向我們詮釋了有志者事竟成的成功哲學(xué)。我們有理由相信，SiC MOSFET的未來將會無比光明。
SiC第三代半導(dǎo)體背景信息
阿里巴巴達摩院發(fā)布2021十大科技趨勢，為后疫情時代基礎(chǔ)技術(shù)及科技產(chǎn)業(yè)將如何發(fā)展提供了全新預(yù)測。“以SiC碳化硅、GaN氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體迎來應(yīng)用大爆發(fā)”位列趨勢之首。以SiC碳化硅和GaN氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體，具備耐高溫、耐高壓、高頻率、大功率、抗輻射等優(yōu)異特性，但受工藝、成本等因素限制，多年來僅限于小范圍應(yīng)用。近年來，隨著材料生長、器件制備等技術(shù)的不斷突破，第三代半導(dǎo)體的性價比優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，并正在打開應(yīng)用市場：SiC元件已用作汽車逆變器，GaN快速充電器也大量上市。未來五年，基于第三代半導(dǎo)體材料的電子器件將廣泛應(yīng)用于5G基站、新能源汽車、特高壓、數(shù)據(jù)中心等場景。
2021年3月發(fā)布的《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標(biāo)綱要》，在科技前沿領(lǐng)域攻關(guān)專欄中也強調(diào)了要取得SiC碳化硅、GaN氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體的發(fā)展。
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