助力“小型化”和“節(jié)能化”，揭秘羅姆的寬禁帶半導(dǎo)體戰(zhàn)略

作為全球領(lǐng)先的功率半導(dǎo)體供應(yīng)商，羅姆近年來(lái)加速了在全球電動(dòng)汽車市場(chǎng)的擴(kuò)展步伐。在2024年8月28日，深圳國(guó)際會(huì)展中心舉辦的PCIM Asia展會(huì)上，羅姆展示了其最新的8英寸碳化硅MOSFET晶圓、EcoSiC?系列碳化硅產(chǎn)品及EcoGaN?系列氮化鎵元器件，尤其是以小型化和高效率著稱的TRCDRIVE pack?二合一碳化硅封裝模塊。這一產(chǎn)品的推出，不僅標(biāo)志著電動(dòng)汽車逆變器的小型化邁上新臺(tái)階。

自2000年起，羅姆就開始研究碳化硅器件，并于2010年在日本率先推出了碳化硅肖特基二極管（SBD），隨后于2012年推出了全碳化硅功率模塊。在過(guò)去的十多年中，羅姆不斷推動(dòng)碳化硅技術(shù)的創(chuàng)新與量產(chǎn)，逐漸建立了從晶圓制造到封裝的一體化生產(chǎn)體系。羅姆市場(chǎng)宣傳高級(jí)經(jīng)理張嘉煜對(duì)與非網(wǎng)記者表示，羅姆始終以“小型化”和“節(jié)能化”作為企業(yè)愿景，通過(guò)寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)對(duì)社會(huì)發(fā)展帶來(lái)的能源挑戰(zhàn)，羅姆將持續(xù)以小型化和節(jié)能化增加在新能源領(lǐng)域的技術(shù)投入。

羅姆如何實(shí)現(xiàn)2025年30%的SiC市場(chǎng)目標(biāo)？

SiC功率器件由于其卓越的高溫、高頻和高壓性能，正逐漸成為電動(dòng)汽車領(lǐng)域的明星技術(shù)。近年來(lái)，羅姆在全球SiC市場(chǎng)的份額不斷擴(kuò)大，是全球范圍內(nèi)為數(shù)不多能夠量產(chǎn)溝槽型SiC MOSFET的企業(yè)之一。羅姆在SiC產(chǎn)品線的市場(chǎng)現(xiàn)狀與未來(lái)目標(biāo)方面有著明確的規(guī)劃。羅姆的目標(biāo)是在2025年實(shí)現(xiàn)SiC業(yè)務(wù)銷售額超過(guò)1100億日元（約合53億人民幣），并計(jì)劃到2027年進(jìn)一步增長(zhǎng)至超過(guò)2200億日元（約合106億人民幣）。此外，羅姆還設(shè)定了到2025年在全球市場(chǎng)占據(jù)約30%市場(chǎng)份額的目標(biāo)，以進(jìn)一步鞏固其在行業(yè)中的領(lǐng)先地位。為了應(yīng)對(duì)這個(gè)需求，羅姆正在積極擴(kuò)展其碳化硅技術(shù)布局，并計(jì)劃于2025年實(shí)現(xiàn)8英寸碳化硅晶圓的商業(yè)化供應(yīng)。自2009年羅姆通過(guò)收購(gòu)德國(guó)SiCrystal公司的晶圓廠以來(lái)，進(jìn)一步鞏固了其在碳化硅晶圓生產(chǎn)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，使其在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主動(dòng)。

羅姆在日本擁有多個(gè)SiC功率半導(dǎo)體生產(chǎn)基地，包括福岡縣阿波羅筑后工廠以及新廠房、宮崎第一工廠和第二工廠，其中宮崎工廠是其在日本規(guī)模最大的SiC功率半導(dǎo)體生產(chǎn)基地。羅姆還在不斷的擴(kuò)充SiC產(chǎn)能，例如，2019年羅姆在日本福岡縣筑后工廠新建了一座6英寸SiC晶圓生產(chǎn)大樓，提升了其SiC功率元器件的生產(chǎn)能力。今年，羅姆還積極開發(fā)新型的SiC封裝模塊，如六合一SiC封裝模塊，該模塊的功率密度相比傳統(tǒng)的SiC模塊提升了1.3倍，有助于電動(dòng)汽車牽引逆變器的小型化。

羅姆的碳化硅MOSFET產(chǎn)品目前已更新至第四代。相較于前幾代產(chǎn)品，采用改進(jìn)的溝槽結(jié)構(gòu)，與第三代產(chǎn)品相比，導(dǎo)通電阻降低了40%。其導(dǎo)通電阻顯著降低，開關(guān)損耗更是達(dá)到了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。第四代SiC MOSFET的低柵極驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)計(jì)（15V和18V）還能夠兼容現(xiàn)有的硅基MOSFET電路設(shè)計(jì)，降低了開發(fā)成本，并簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)流程。此外，該技術(shù)在電容特性上進(jìn)行了優(yōu)化，降低了寄生電容Coss和Crss，從而減少了自導(dǎo)通的風(fēng)險(xiǎn)，提高了器件的穩(wěn)定性與可靠性。這一創(chuàng)新將助力xEV（電動(dòng)汽車）實(shí)現(xiàn)更高的功率密度和更低的能源消耗，成為推動(dòng)綠色能源發(fā)展的重要力量。羅姆計(jì)劃在2025年推出第五代碳化硅MOSFET，進(jìn)一步提升功率密度和性能。

TRCDRIVE pack?——助力電動(dòng)汽車逆變器小型化的先鋒

除了第四代SiC MOSFET芯片，羅姆還展示了其創(chuàng)新產(chǎn)品TRCDRIVE pack?二合一SiC封裝模塊。相比傳統(tǒng)IGBT，SiC MOSFET在開關(guān)損耗方面減少了55%，這對(duì)于電動(dòng)汽車牽引逆變器等高頻、高功率密度應(yīng)用尤為重要。

據(jù)介紹，TRCDRIVE pack?模塊通過(guò)二合一封裝設(shè)計(jì)，不僅減少了系統(tǒng)的整體體積，還降低了電力損耗，提升了逆變器的整體效率，完美契合了電動(dòng)汽車對(duì)高功率密度、小型化和高效化的需求。羅姆半導(dǎo)體深圳技術(shù)中心高級(jí)經(jīng)理蘇勇錦對(duì)與非網(wǎng)記者表示，TRCDRIVE pack?不僅面向中高端電動(dòng)汽車市場(chǎng)，還覆蓋中低壓平臺(tái)，能夠滿足不同電動(dòng)汽車對(duì)于高效能、高功率模塊的需求。羅姆市場(chǎng)宣傳高級(jí)經(jīng)理張嘉煜則指出，羅姆通過(guò)優(yōu)化溝槽技術(shù)和導(dǎo)通電阻，不僅降低了模塊的功耗，還提高了開關(guān)速度和效率，適用于電動(dòng)汽車、智能電網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等多個(gè)高功率應(yīng)用場(chǎng)景。

據(jù)介紹，TRCDRIVE pack?模塊的創(chuàng)新設(shè)計(jì)使功率端子和信號(hào)引腳集中在模塊頂部，從而將整體尺寸縮小了28%，大大提高了安裝的便利性和可靠性。同時(shí)，TRCDRIVE pack?還采用了Cu Clip布線結(jié)構(gòu)，使電流流通能力進(jìn)一步提升，幫助模塊在保持小型化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高功率輸出，適應(yīng)了電動(dòng)汽車市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的功率需求。在TRCDRIVE pack?的實(shí)際應(yīng)用中，碳化硅模塊的開關(guān)頻率是傳統(tǒng)硅基IGBT模塊的5到10倍以上。

TRCDRIVE pack?的散熱設(shè)計(jì)也頗具亮點(diǎn)。羅姆通過(guò)創(chuàng)新的封裝技術(shù)和先進(jìn)的材料選擇，優(yōu)化了散熱路徑，降低了內(nèi)部熱阻，使得模塊即使在高功率運(yùn)行時(shí)也能保持良好的散熱性能。其Press fit pin水冷設(shè)計(jì)有效提升了散熱效率，進(jìn)一步增強(qiáng)了模塊的高可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。通過(guò)這種獨(dú)特的設(shè)計(jì)，TRCDRIVE pack?能夠在小型化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高功率輸出，特別適用于電動(dòng)汽車牽引逆變器等要求嚴(yán)格的應(yīng)用場(chǎng)景。

EcoSiC?與EcoGaN?，羅姆的品牌戰(zhàn)略

作為寬禁帶半導(dǎo)體的領(lǐng)軍企業(yè)，羅姆不僅在產(chǎn)品研發(fā)上持續(xù)創(chuàng)新，還通過(guò)旗下的兩大品牌：EcoSiC?和EcoGaN?，以增強(qiáng)生態(tài)發(fā)展與創(chuàng)新。

EcoSiC?品牌采用性能卓越的碳化硅（SiC）材料，并具備從晶圓制造到封裝的全鏈條自主研發(fā)能力，確保了產(chǎn)品在功率元器件領(lǐng)域的持續(xù)升級(jí)。羅姆的EcoSiC?品牌通過(guò)其低導(dǎo)通電阻和出色的高頻性能，提供了適用于電動(dòng)汽車、工業(yè)自動(dòng)化和能源管理等領(lǐng)域的高效環(huán)保解決方案，特別是在提升能效與減小功率器件的體積上表現(xiàn)優(yōu)異。

EcoSiC?不僅代表了羅姆在SiC技術(shù)上的領(lǐng)先地位，還通過(guò)其環(huán)保理念展現(xiàn)了對(duì)可持續(xù)發(fā)展的承諾。該品牌標(biāo)志著羅姆致力于為社會(huì)和行業(yè)提供創(chuàng)新、環(huán)保的技術(shù)解決方案，并推動(dòng)SiC技術(shù)在電動(dòng)汽車和工業(yè)應(yīng)用中的廣泛應(yīng)用。TRCDRIVE pack?系列產(chǎn)品就作為EcoSiC?品牌的重要組成部分，專為電動(dòng)汽車牽引逆變器設(shè)計(jì)，具備小型化、高功率密度的特點(diǎn)，解決了牽引逆變器的多個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)。

羅姆的EcoGaN?品牌系列則主攻高功率應(yīng)用，尤其在能效管理和功率密度方面展現(xiàn)出領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，氮化鎵（GaN）技術(shù)成為新興市場(chǎng)的關(guān)鍵焦點(diǎn)。羅姆的EcoGaN?系列也在推動(dòng)電力應(yīng)用的小型化和高能效發(fā)展。作為新興的寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)之一，GaN器件通過(guò)其卓越的高功率密度和效率，在電動(dòng)汽車、可再生能源等領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣泛。羅姆致力于提升GaN技術(shù)的性能，助力社會(huì)問(wèn)題的解決。

總結(jié)：擴(kuò)大生態(tài)合作，羅姆的中國(guó)市場(chǎng)策略

張嘉煜對(duì)與非網(wǎng)記者強(qiáng)調(diào)，未來(lái)隨著全球?qū)G色能源的需求不斷增長(zhǎng)，羅姆將繼續(xù)以技術(shù)創(chuàng)新為核心，不斷推出更具前瞻性的產(chǎn)品，并與合作伙伴攜手，推動(dòng)新能源行業(yè)的變革與發(fā)展。他指出，羅姆始終秉持“通過(guò)小型化和節(jié)能化為社會(huì)解決問(wèn)題”的企業(yè)愿景，在推動(dòng)全球可持續(xù)發(fā)展的過(guò)程中，羅姆的技術(shù)創(chuàng)新將持續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用。

特別值得關(guān)注的是，羅姆高度重視中國(guó)市場(chǎng)，將其視為全球戰(zhàn)略的重要組成部分。截至目前，羅姆在全球范圍內(nèi)已獲得超過(guò)130家客戶的Design-Wins。目前，羅姆已與多家國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的車企和工業(yè)企業(yè)建立了廣泛的合作關(guān)系，通過(guò)提供一整套包括碳化硅功率器件、隔離柵極驅(qū)動(dòng)IC、功率管理IC在內(nèi)的解決方案，羅姆正推動(dòng)中國(guó)新能源市場(chǎng)的快速發(fā)展。

隨著中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，羅姆正在不斷擴(kuò)大其在本土的技術(shù)合作與市場(chǎng)份額。例如，今年羅姆與聯(lián)合汽車電子簽署了長(zhǎng)期供貨協(xié)議，這一合作將進(jìn)一步推動(dòng)羅姆在汽車行業(yè)，特別是電動(dòng)汽車領(lǐng)域的市場(chǎng)布局。根據(jù)協(xié)議，羅姆將為聯(lián)合汽車電子提供SiC芯片，支持其基于SiC的逆變器模塊的生產(chǎn)需求。此外，羅姆第4代SiC MOSFET裸芯片成功批量應(yīng)用于吉利集團(tuán)電動(dòng)汽車品牌“極氪”3種主力車型，應(yīng)用于主機(jī)逆變器，有助于延長(zhǎng)續(xù)航里程，提升性能。

展望未來(lái)，羅姆將進(jìn)一步加強(qiáng)與中國(guó)本土企業(yè)的合作，助力中國(guó)在全球新能源革命中搶占先機(jī)，為全球可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。