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在全球“碳達峰”、“碳中和”的背景下，功率半導體成為可再生能源和高效負載能源網絡的關鍵驅動力，其下游應用場景不斷拓展，從傳統的工業、通信和消費電子領域，逐步進入新能源汽車、光伏、風電、儲能等新興終端市場。應用端龐大的潛力，也拉動了功率半導體市場成長。風電、光伏市場方面，新增裝機維持高位將帶動半導體需求增長。儲能市場方面，得益于“雙碳”政策，家庭儲能及便捷式儲能快速發展，儲能在全球范圍內迎來發展良機，將帶動半導體芯片需求增長。汽車市場方面，汽車往電動化、聯網化、智能化方向發展，已經是大勢所趨，相比傳統的燃油汽車，電動汽車新增量將大量地把電能轉化為需求，從而帶動相關功率半導體的需求。

功率半導體器件的發展推動了電力電子技術的進步，使得高效的能源轉換和控制成為可能。它們在電力傳輸、工業控制、電動交通、可再生能源等領域都扮演著重要角色，幫助實現能源的有效利用和環保節能。隨著技術的不斷進步，功率半導體器件的性能不斷提升，應用范圍不斷擴大，為各行業帶來了更多的創新和發展機遇。

近日，諸位安森美(onsemi)專家在PCIM ASIA 2023期間接受《電力電子世界》采訪，就圍繞“功率半導體新賽道將如何布局”話題進行了廣泛討論。

Q1: 電力電子技術無論對改造傳統行業( 電力、機械、礦冶交通、化工等 )，還是對新建高技術產業(新能源、航天、激光、機器人等)都是至關重要的。請您預測一下現代的電力電子技術的發展趨勢如何？

安森美電源方案事業群工業方案部高級總監 Sravan Vanaparthy

無論對各種工業機器的電機驅動、伺服電機驅動、暖通空調(HVAC)、熱泵等傳統工業應用，還是對太陽能光伏、儲能系統、超快直流充電樁、燃料電池轉換器等新能源應用，電力電子技術都至關重要。在傳統應用中，趨勢是向更高的能效發展以滿足不同地區的政府法規，以及增加電機驅動的功率密度，并通過高頻功率開關（如碳化硅SiC）減少無源濾波器。在新能源市場，高能效和高功率密度也是非常重要的。特別是在電動汽車充電樁或儲能系統領域，尤其需要快速開關SiC器件，因為SiC器件開關速度更快、損耗更低。

Q2: 電力電子器件是電力電子技術的基礎和核心，沒有領先的器件，就沒有領先的設備，電力電子器件對電力電子技術領域的發展起著決定性的作用。反過來，越來越細分的傳統行業和新興產業對器件和材料又提出了新的需求，促進了材料及器件的快速發展。請您詳細分析一下上游的材料和器件產業與下游的應用行業之間如何保持一種相互促進及和諧發展的關系?以及保持共贏的模式是怎樣的？

安森美電源方案事業群資深首席產品推廣工程師Pramod Patil

在過去的兩到三年里，安森美發現與主要客戶簽訂長期供應協議有助于取得良好的平衡，以實現和保持一種非常好的相互促進及和諧發展的關系。長期供應模式有助于上游和下游行業通過及時交流技術和供應要求的信息，實現合作共贏。

Q3：工業級和車規級功率半導體產品的本質區別是什么，功率半導體有低、中、高壓之分，請問哪些產品適合應用于新能源汽車，哪些更適合新能源發電領域？

安森美電源方案事業群工業方案部高級總監 Sravan Vanaparthy

從本質上說，用于汽車或工業的功率器件是相似的，但汽車應用中的電池電壓等級決定了功率器件的電壓等級。例如，電動汽車驅動中的400V電池電壓需要750V的IGBT或750V的SiC，同樣，800V的電動汽車電池市場需要1200V的SiC MOSFET或1200V的IGBT。而在工業領域，使用何種電壓等級的器件取決于終端系統的額定功率或應用。對于住宅級太陽能逆變器、儲能系統、電動車充電樁，650V的IGBT或SiC MOSFET更受歡迎。對于商業和大型太陽能逆變器、儲能系統、電動車充電樁，需要更高電壓的功率器件如950V、1200V IGBT，以及1200V、1700V的SiC MOSFET。

Q4：在新能源發電領域，風電和光伏因為發電不穩定，對儲能產生巨大需求，那么您認為儲能的快速興起將對功率半導體產生哪些需求？

安森美電源方案事業群工業方案部高級總監 Sravan Vanaparthy

鑒于可再生能源發電的不穩定性和能源成本的巨大變化，我們看到對儲能解決方案的需求顯著增加。今天，與所有其他形式的能源生產相比，由光伏+儲能產生的能源是最低的LCOE（平準化能源成本）成本。由于較低的LCOE和大大提升的投資回報率，我們看到更多的太陽能裝置（包括住宅和公用事業）開始融合儲能系統。

Q5：目前儲能領域越來越受到世界各國的重視，請問貴公司在產品和戰略方面有什么樣的新布局，如何看待未來儲能市場的發展？在儲能領域，貴公司有哪些解決方案？

安森美電源方案事業群工業方案部高級總監 Sravan Vanaparthy

安森美在為直流耦合儲能系統和交流耦合儲能系統提供高能效的、具有成本競爭力的解決方案方面具有獨特的優勢。安森美具備寬廣的功率器件組合，包括各種分立的和模塊封裝的IGBT和SiC，用于從住宅系統(6KW-20KW)到公用事業級(100kW-220kW)儲能系統。

Q6：IGBT和SiC分別為第二代、第三代功率器件的代表，那么在新能源汽車領域中，誰的應用會更多一些，SiC在新能源汽車中的優勢有哪些？貴公司在新能源汽車領域有怎樣的技術優勢或者市場優勢？

安森美中國區汽車現場應用工程師Chao Xia

目前從市場表現來看，在新能源領域中，Si IGBT在中低端車型當中的比例大一些，SiC MOSFET在中高端及高性能車型中的應用占比要高一些；相較于傳統的Si IGBT器件，SiC MOSFET具有更低的能量損耗、更小的封裝尺寸、更高的開關頻率、更優秀的耐高溫及散熱能力，逐步成為新能源汽車主機廠的上車首選。

安森美的技術優勢在于，作為一家全球性的企業，很早就在SiC領域進行了技術布局與產業整合，對Fairchild半導體、GT Advanced Technologies (GTAT)等企業的收購極大地增強了安森美在SiC領域的設計與生產的能力，近期我們正在考慮投資，對在美國、捷克及韓國等地的SiC工廠進行升級，以實現SiC芯片產量的進一步提升，并提升車規級SiC市場的份額。與此同時，安森美也在不斷優化升級SiC芯片的結構與性能，向客戶提供更為高效的應用體驗，為實現“碳達峰、碳中和”的目標而不懈努力。

市場優勢方面，隨著目前SiC功率器件在新能源汽車上的逐步普及，越來越多的車企更傾向于選擇SiC功率器件作為其電驅平臺的標準配置。近期，如蔚來、寶馬、極氪以及緯湃科技等廠商積極選擇與安森美合作，作為其高性能電驅平臺SiC器件的長期供應伙伴。

安森美汽車主驅功率模塊產品線經理Bryan Lu

安森美針對新能源汽車推出了一系列的產品，對于IGBT我們有VE-Tract系列的功率模塊，對于SiC，我們有EliteSiC。其中我們用在電驅里的900V的EliteSiC市場反饋非常不錯。我們在設計的時候充分考慮了已獲得市場廣泛

應用的單面直接散熱(SSDC)封裝的特點，也就是它的雜散電感相對比較大，然后SiC的開關速度比較快，這樣會容易形成比較高的關斷尖峰電壓，如果為了避免這個比較高的尖峰電壓而采取限制SiC的開關速度，會使得SiC快速開關的特點得不到發揮，我們針對這個應用把擊穿電壓BV設計到了900V，這樣可以使得SiC可以工作在高速下，同時也無懼比較高的尖峰電壓，這樣也不需要客戶在使用上需要妥協效率和速度。

Q7：功率半導體朝著高壓、高頻、大功率方向發展，散熱性和可靠性至關重要，請問大功率IGBT有哪些主流封裝方式，如何才能更好地保證產品的可靠性？

安森美電源方案事業群資深首席產品推廣工程師Pramod Patil

安森美為新能源汽車領域提供大量的解決方案，包括基于模塊的封裝、直接鍵合銅技術、壓合封裝和半橋/全橋模塊，以改善散熱和提高可靠性，其中，大功率IGBT對應用至關重要，我們的方案供客戶根據其特定應用靈活選擇，以開發穩定可靠而簡化的系統設計。

Q8：隨著新能源市場的迅速發展，越來越多的功率半導體爭相入局，貴公司在新能源市場有著怎樣的布局？可從技術、產品和市場定位方面具體談一下。可否分享下貴公司在新能源行業的未來展望以及預計實現的目標？

安森美電源方案事業群資深首席產品推廣工程師Pramod Patil

安森美擁有廣泛的IGBT和SiC產品組合，是為新能源市場提供先進的功率半導體電源解決方案的首要供應商。

安森美高性能的最新一代場截止IGBT、M3S 1200V SiCMOSFET和針對應用而優化的功率集成模塊，為太陽能、儲能系統、不間斷電源(UPS)、電動車充電和其他新能源應用提供全面的電源產品組合，系統功率從3kW到300kW。

安森美致力于在IGBT、SiC技術以及硅和SiC混合技術方面不斷創新，提供各種分立和模塊式封裝的功率半導體解決方案，供客戶根據其性能、系統尺寸和成本要求靈活選用。我們與領先的能源基礎設施解決方案供應商密切合作，簽訂長期供應協議，確保客戶及時滿足市場需求。安森美的使命是提供高能效的解決方案，讓世界更環保。