照片人物:意法半導體汽車和離散元件產品部（ADG） 執行副總裁暨功率電晶體事業部總經理Edoardo MERLI
電源與能源管理對人類社會未來的永續發展至關重要，全球能源需求正在不斷成長，我們必須控制碳排放，並將氣溫上升控制在1.5度以下，減排對此非常重要，但要實現這些要有科技的支援，對此ST也有制定一些具體的目標。
意法半導體汽車和離散元件產品部（ADG） 執行副總裁暨功率電晶體事業部總經理Edoardo MERLI表示，ST要在2027年實現碳中和， ST將透過利用可再生能源來達標。ST擁有多項新能源科技，比如寬能隙技術已經催生出一系列相關應用，將幫助我們達成之前提到的目標。
Edoardo MERLI指出，功率技術對達到高效應用與節能降耗扮演著關鍵作用，其中的重點就是碳化矽和氮化鎵這兩種寬能隙半導體新材料，它們相較普通矽材料具備更好的效能。寬能隙半導體擁有運作電壓高、開關速度快、運作溫度高、導通電阻低、產生熱量少、耗散功率低、效能高這些優勢，節能效果非常出色。碳化矽能夠提升開關頻率，而氮化鎵消耗的電能更少，由於兩種技術各有不同特點，各自的應用情境也有所不同，另與現有的矽科技能夠形成互補，不過功能上也有些許重疊，今後將會不斷優化和完善。
碳化矽應用涵蓋領域包括汽車製造、工業應用等。
碳化矽可用於製造牽引逆變器、充電樁、DC-DC轉換器等配套設備，還有電動汽車充電站，碳化矽能夠加快充電速度，縮短充電時間，進而促進電動汽車的推廣和普及。而在工業應用包括提升伺服器和資料雲端記憶體的供電效率，最終降低使用者整體成本，還可應用於自動化的工業驅動馬達製造，碳化矽能夠讓設備體積、尺寸和重量減小，最終同樣會降低使用者整體成本，而在可再生能源、太陽能電站、風車和伺服器供電站等領域也有同樣作用。
圖一:藉由碳化矽的應用優勢可解決工業和汽車應用中的效能問題
Edoardo MERLI表示， ST目前已經擁有第三代碳化矽技術，大部分已經處於生產階段。每當ST邁向下一個技術時，都會進一步改良主要的優勢，然後擴大技術的應用範圍，並針對某些特定應用情境展開客製化設計。除了650-1200V的第三代技術，我們還有高達2200V的高功率產品。
圖二:意法半導體的不同世代碳化矽MOSFET滿足不同應用需求
氮化鎵在汽車領域也在獲得越來越多重視，包括在車輛充電系統的應用。ST在2021年年底推出的PowerGaN技術已經完成了原型開發。這項技術共有兩個發展方向： D-MODE應用於G-FET、Gascode變流器，另一個是整合於同樣應用中的G-DRIVE，目前已經進入市場。G-HEMT變流器，功率為650V，可以滿足大部分市場需求，100V產品也會催生一系列應用。
ST在GaN領域有開展一些併購，包括法國創新型企業EXAGAN，且與台積電合作提前推出許多內測科技產品，透過台積電快速地推入市場。目前針對氮化鎵產品已經有完整的規劃，100V到650V各類產品將會陸續推出。在卡塔尼亞也有一條GaN-on-Si RF生產線用於生產氮化鎵產品，大部分都是針對5G和6G基礎設施的應用。
圖三:意法半導體透過併購活動與優化製造，加速推動GaN的策略布局
Edoardo MERLI表示，除了傳統的IGBT、MOSFET技術，我們將更多的全新寬能隙技術推入市場，這些科技讓使用者獲得更高的能源利用效率，進而減少能源流失，達到節能的目標。汽車和工業已成為碳化矽的首要應用領域，我們也已進入大規模量產階段。氮化鎵在市場上要大規模普及可能會再晚一些，因為要等到技術成熟，但碳化矽已有非常廣泛的應用範圍。我們也在持續不斷地在新興科技和生產線改良，以因應對未來巨量、不斷成長的市場需求。
