身为功率离散组件及模块最大供货商、市占近 20 % 且是亚军两倍之多的英飞凌 (Infineon) 坚持＂全产品线＂策略，并重投入硅基和宽能隙。大中华区电源管理及多元电子事业处资深营销经理陈清源如此形容：＂盖房子要有好的地基，发展功率组件也是一样。因为我们拥有广泛的产品线，在向用户建议适用方案时不会有所偏颇＂。他表示，功率器件的市况变化没有那么快，保守估计碳化硅 (SiC) MOSFET 市值最快要四、五年后才达 10 亿美元的规模，氮化镓 (GaN) 更可能要十年之久；对工业和汽车来说，可靠度重于一切，新技术需要时间验证。
照片人物：英飞凌大中华区电源管理及多元电子事业处资深营销经理陈清源
陈清源透露，有些业者是抱持以一笔先期投资、后续可省下可观能耗、多少年限就可回本的心态而成为早期采用者。即使长远来看，宽能隙产品的售价会更加亲民，但降价趋势终究无法与硅基组件匹敌，因为天下不可能有既高效、又廉价的产品；好用的产品一旦需求大增，伴随而来的往往是大缺货的涨价效应。他还提到，碳化硅及氮化镓的分众市场其实很难一刀切，适用性与操作频率等规格要求才是关键——高频用氮化镓、中高频用碳化硅、低频用 IGBT (绝缘栅双极晶体管) 实现。有些应用其实也能以硅基串联实现，只是体积会很大。
＂组合拳＂策略分进合击，IDM 尽显优势
陈清源指出，碳化硅涵盖很广，主要应用于汽车的马达逆变器 (inverter) 和车载充电器 (OBC)，但后者也是氮化镓的目标应用。值得关注的是：目前车载充电器的主流是 6.6kW，未来快充上看 22kW，但现行氮化镓设计顶多在 1kW 左右，亦即还有 22 倍的努力空间，适用性有限。此外，提升 1% 效率虽难，但终端使用者对此其实感受不深，有时只是一种＂黑科技＂的宣传手法。陈清源强调，尺寸变得轻薄短小、便于移动绝对是宽能隙产品的一大卖点，但硅基功率器件仍会存活很长的时间。因此，英飞凌以 CoolMOS、CoolSiC、CoolGaN＂组合拳＂策略分进合击。
图1：英飞凌对于硅、碳化硅和氮化镓功率市场的概念划分
资料来源：英飞凌提供
陈清源统整英飞凌的五大竞争优势包括：产品组合完整、功率 MOSFET 产能最大、完整价值链、优异品管 (平均缺陷率为 0.03 DPM，优于业界水平)，以及适合应用的系统性方法。有别于数字 IC，模拟组件主跑大电流而非小信号，不以追求奈米微缩为目标，其生产流程相对没有标准化可循；英飞凌整厂制造 (IDM) 模式有利于从＂前端＂源头开始研发、且不必仰赖外力，所有工艺技术都掌握在自己手中，还享有规模经济的好处。相形之下，无晶圆厂 (fabless) 的业者能做的差异化较有限；这也是 CoolMOS 做了二十多年、市占率超过 50% 的原因。
不只逆变器，SiC 亦打进数据中心供应链
成功在电动车或太阳能的逆变器插旗的碳化硅，也逐渐打开数据中心的服务器电源市场，旨在降低能源消耗及碳足迹。英飞凌去年 5 月所推出的 650V CoolSiC MOSFET 器件在今年传来好消息：获电源供应器大厂光宝科技采用，以符合最高效率 80 PLUS 钛金认证要求：在 50% 负载下，115V 输入电压达 94% 效率；另在 230V 电压下达到 96% 效率。北美 80 PLUS 计划 (80 PLUS initiative) 是于 2004 年所制订的测量标准，可用于评估及认证交换式／开关式电源供应器 (SMPS) 效率，SMPS 若能在定义负载条件下达到 80% 以上效率即可获得认证。
光宝科技的高效率 SMPS 采用英飞凌分离式碳化硅 MOSFET，其中两个被使用于图腾柱拓朴，安装于功率因子校正级。该设计还搭载其他的英飞凌半导体，包括：650V CoolSiC 萧特基二极管 (SBD) 及不同的 CoolMOS 和 OptiMOS 功率器偰。新款 CoolGaN 600V 增强型 HEMT 采用可靠的常闭概念，已优化实现快速开通和关断，可在 SMPS 实现高能源效率和高功率密度，其开关具极低的栅极电荷及反向导通状态下的优异动态性能，进而大幅提高工作频率、缩小被动组件的总体尺寸并提高功率密度。
模拟难于数字！全面测试＆技术支持不可或缺
CoolGaN 品管过程不仅对组件本身，还针对其在应用环境中的性能进行全面测试，确保优异的散热性能和低寄生效应。陈清源特别说明，模拟较数字更为复杂，只按照产品数据表、依样画葫芦地实现设计，不一定能顺利产出符合预期的结果；此时，组件供货商是否能提供技术支持不可或缺，英飞凌即具备这样的能力。
图2：英飞凌广泛产品组合 vs. 效率和密度的对应落点
资料来源：英飞凌提供
技术和材料的投入是一场长程马拉松竞赛，要想得到最后优胜，必须有一定的底蕴支撑。顺带一提，专为 CoolGaN 量身定制的栅极驱动 IC——氮化镓 EiceDRIVER 驱动 IC，可提供负输出电压以快速关断；在关闭状态期间，可使栅极电压稳定保持为零，保护氮化镓开关不受噪声影响而误导通。
