11月8日,安森美(onsemi)總裁兼首席執行官Hassane El-Khoury開啟訪華之旅。Hassane El-Khoury和安森美電源方案部執行副總裁兼總經理Simon Keeton分享了公司戰略、產業趨勢洞察、技術創新及公司業績。
Hassane El-Khoury表示:“我們盈利最高的部分就是碳化硅(SiC)產品系列EliteSiC。上一個季度這方面的利潤率超過40%,世界上任何一家做碳化硅產品的供應商,這都是已經能夠實現的最好利潤空間了;下一個季度,它還會繼續保持增長,為我們整個企業層面貢獻利潤空間。”
碳化硅這么賺錢,難怪一些國際大廠都在加大相關投入,持續擴大產能;國內也是百花齊放,融資的、上市的……都想在未來的市場增長中分一杯羹。不過,我們也看到,有的碳化硅材料頭部企業也因為過于“執著”碳化硅,營收雖然超出市場預期,但是虧損額進一步擴大,也超出了市場預期。
由此可見,在目前階段,碳化硅還是一塊燙手的熱山芋,美味誘人,但卻有燙傷手之虞,只有憑借技術專知、供應鏈生態、生產能力、合作伙伴關系等方面的優勢,才能水到渠成,收獲成功。
成功的一年,碳化硅功不可沒
Hassane El-Khoury說:“有很多關鍵詞可以描述安森美:增長、轉型、可持續發展、碳化硅等等,這些詞匯具象了我們的公司品牌,代表了我們目前的業務模式,也在一定程度上代表著我們未來的戰略發展方向。”
事實上,安森美的核心制勝主要有兩個推動力,在智能電源方面,有碳化硅和硅的電源技術,在智能感知方面有圖像傳感器技術。
Simon Keeton認為:“碳化硅市場是一個非常高增長的市場,也是功率器件中增長最快的市場。安森美不斷進行投入,目標是實現和碳化硅市場同樣甚至更高的增速。”
2023年10月,韓國富川的碳化硅超大型制造工廠擴建工程完工,每年將生產超過100萬片200mm碳化硅晶圓。此外,安森美內部晶錠產能也在不斷增加,已能滿足生產終端產品所需晶錠的50%以上,能夠很好地適應市場擴展的趨勢。
碳化硅成功之道的4個S
EliteSiC品牌可以說是安森美碳化硅技術優勢和卓越產品代表。“合作伙伴之所以選擇與我們合作,是因為EliteSiC具有核心優勢,我們把它總結為4個S,也就是EliteSiC碳化硅成功之道的4個S。”Simon Keeton表示。
第一個S是供應(Supply):安森美擁有IDM方面的豐富經驗,也是唯一一家既有硅也有碳化硅晶錠生長技術的廠商。優良的晶錠生長可以保證產品質量,同時可以具備充足的供應能力,支撐晶錠、器件和封裝方面的全線布局,最終確保為終端用戶提供充足的供應。
第二個S是規模(Scale):安森美認為碳化硅有跨越幾代的高增長需求。在電動汽車和能源基礎設施方面,更大規模的碳化硅應用將推動需求增長。安森美將和終端市場一起成長,按照其市場增長趨勢實現自己的戰略。之所以能夠做到這一點,是因為安森美在汽車和工業市場深耕幾十年的結果,能夠迅速滿足客戶的期望。
第三個S是應用范圍(Scope):安森美眼中的應用范圍不僅是一些最主要的應用——電動汽車和能源基礎設施,還有成千上萬種能夠為終端用戶應用做出貢獻的解決方案。在碳化硅和硅基解決方案方面,安森美都能給用戶應用提供最優解決方案。
第四個S是卓越技術(Superior Technology):安森美將硅基材料方面幾十年的裸片設計經驗沿用到碳化硅領域,包括碳化硅模塊的設計制造,能夠為客戶提供最具性價比的解決方案。
Simon Keeton回顧到,兩年半前安森美已擁有碳化硅晶圓制造廠和強大的內部封裝能力,持續發布高性價比的新產品。不過,當時還缺少一個關鍵環節——襯底研發和生產。通過收購哈德遜工廠實現了內部生產,具備了碳化硅襯底生產能力,也實現了端到端全套碳化硅解決方案交付。
“在碳化硅方面,我們不僅購買技術,也將技術進行了擴展和延伸,現在襯底產量已實現10倍的增長,裸片方面實現了12倍的增長,封裝方面增長了4倍,新產品發布增長了3倍。”他說。
集優勢于一身,匹配客戶需求
利用在碳化硅和硅兩方面的技術專長,安森美能夠集合兩個領域的優勢,為客戶提供最佳的應用方案。Simon Keeton舉例說,在碳化硅方面的能力可以將溫度、電壓等信息實時反饋給碳化硅器件旁邊硅的器件,使其性能也得到提升。這種信息反饋有助于對器件架構進行一些優化,比如對器件生命周期建模;還可基于電動汽車、能源基礎設施等具體使用案例和場景,對器件性能做實時分析。“這就是我們所說的‘智能電源’,它提供的創新的視角和能力能夠支持我們未來多年的發展需求。”他說。
他表示,匹配終端客戶的需求非常重要,為此,安森美和客戶建立了很多應用聯合實驗室,以5-10年的長遠視角保證未來提供的產品具有前瞻性,滿足客戶未來的應用需求。通過聯合技術應用實驗室,可以從系統層面了解客戶襯底、器件、封裝方面的需求,為他們提供最佳解決方案,這方面的創新跨越了所有器件門類,包括硅MOSFET、IGBT和柵極驅動器,當然還有碳化硅器件。
Simon Keeton說道:“我們提供的解決方案不是一刀切的,拿電動汽車來說,有不同的層級,包括入門級、中端、高性能和超高性能平臺。我們給最終用戶提供有價值的建議,無論是什么平臺,我們都有基于碳化硅和硅的最優解決方案。這更有利于終端用戶量產落地。”
Hassane El-Khoury也表示:“任何專注于電動汽車的公司都非常注重在本土市場起的作用,同時實現自己和本土市場客戶的成功。除了與本土汽車品牌客戶建立的聯合應用實驗室,我們還與蔚來簽訂了戰略合作協議,為他們提供EliteSiC產品;和極氪的戰略的長期供應協議也是基于EliteSiC產品。另外,本土Tier1廠商匯川聯合動力成功引入了EliteSiC裸片。”
據介紹,采用EliteSiC的電驅能效比硅基技術提升7%。安森美通過技術支持提升匯川主驅的能效,優化匯川方案的性能,提升了匯川方案的競爭優勢;同時也為增加電動汽車的續航里程提供了長期供貨保障。
如何解決碳化硅自身難題?
毋庸置疑,碳化硅材料的引入是一種創新,為提高功率密度和功率效率提供了可能。事實上,要引領碳化硅領域的創新,還有很多問題需要解決。
在這方面,Simon Keeton給出了詳細的解答。首先是碳化硅的封裝,它對智能電源產品而言至關重要。安森美的策略是提供多層面封裝選擇,包括分立器件、PIM(功率集成模塊、半橋及全橋等。其創新體現在三個方面:散熱、優化寄生參數和減少應力。
在散熱方面,碳化硅材料熱阻很小,熱傳導能力比較強。作為裸片它雖然耐高溫,但如果封裝散熱性能不好就會影響整個器件的性能。安森美在汽車領域和工業市場有多年的創新積淀,也有很多關于散熱的專利解決方案,能夠快速地將裸片的熱量散發到周邊環境中。
在優化寄生參數方面,碳化硅等寬禁帶半導體材料是高溫、高頻材料,通過正確的元件選擇、PCB布局優化以及精心設計的柵極驅動電路來優化性能,盡可能減小封裝內的寄生電感。
在減少應力方面,碳化硅器件是高耐壓、高頻使用場景的理想選擇,但碳化硅材料非常堅硬,在物理上應力一直是行業面臨的一大挑戰。安森美采用獨特的方法建立了芯片和3D封裝之間相互影響的模型,通過優化技術減少了器件內部的應力;對器件和封裝之間界面的建模有助于減少器件本身的應力。客戶可以使用針對EliteSiC系列的ElitePower線上仿真工具構建原型,不用做成品就可以熱能、電能和機械能層面進行相關優化。
碳化硅和硅是一種互補
上面提到,安森美在碳化硅和硅器件方面都有投入,在應用層面有不同的平臺和應用系統,都會用到安森美大功率的產品。根據不同的應用場景,有時用的是碳化硅器件,有時用的是硅基解決方案,如IGBT,有時要是用混合功率模塊,既有碳化硅又有IGBT。
Simon Keeton解釋說,雖然兩個技術截然不同,但從客戶角度看,他最終需要的是能夠實現最高性能和最高效率的解決方案,不管底層技術是碳化硅還是IGBT。
“我們兩種技術的開發方面也是互補的,為了能夠實現最高的性能,重要的一點是‘溝槽設計’,將之前硅使用的一些技術經驗沿用到碳化硅中。我們過去幾十年在硅功率器件方面領先的經驗給碳化硅技術的發展提供了堅實的基礎。”
Hassane El-Khoury也表示:“過去兩年,形勢比較好的時候,我們做了很多結構方面的改革,以備不時之需。因為我們未雨綢繆地做了一些準備和改變,使我們在環境不太好的時候還能保證甚至提升我們的研發投入。雖然現在市場環境比較嚴苛,但我們并不害怕增加投入,因為我們關注的是長遠的發展。”
同時關注第三代半導體其他賽道
兩位高管多次提到安森美既有碳化硅也有硅產品,實際上第三代半導體中還有一個新的熱點賽道——氮化鎵。現在,國際上一些大廠除了有碳化硅外,還收購了一些氮化鎵業務,以覆蓋中低壓到高壓的全線應用。安森美是怎么想的呢?
Simon Keeton解釋道,在不久前的分析師日上,安森美談到了氮化鎵賽道。我們在探索氮化鎵領域的發展潛力,如果要進入這個賽道,我們可能也會收購相關的業務。
“不過,安森美專注的是汽車和工業市場應用,目前氮化鎵50%以上的市場是筆記本、手機充電應用。所以,我們會密切關注氮化鎵市場的發展,尤其是它在終端應用方面的發展,看它什么時候會應用到汽車和工業領域,根據市場變化趨勢進行戰略的相應調整。從我們的戰略來看,除了碳化硅和氮化鎵之外,如果還有其他更先進的技術,我們也會密切關注,和一些科研機構及大學進行合作。”
智能引領創新,共筑可持續生態
Hassane El-Khoury強調:“我們的制勝之道是在競爭中獲勝、實施結構性變革、獲取價值和執行力,長期承諾創新為客戶創造更大價值。”
他最后說:“盡管環境一直在變化,但我們給客戶做出的長期承諾一定能夠幫助客戶實現一個光明的未來。我們將會以更快、更廣地滲透到市場當中,加大投入支持我們的所有客戶,幫助他們實現電動汽車及能源基礎設施方面的目標。”