▲ 点击上方蓝字关注我们，不错过任何一篇干货文章！今年以来，电动汽车的新品发布频繁刷屏，高压快充让800V这一概念不断深入人心，也使得“碳化硅”这一硬核词汇得到了广泛普及，以至于如今提及碳化硅市场，必须要讲电动汽车，必须要讲主驱逆变器。
但事实并非如此，碳化硅的成功并非局限在汽车领域。按照Yole 2022年的预测，汽车市场确实是如今以及未来碳化硅应用的最耀眼的明珠，也让无数厂商都在削尖脑袋进入车用市场。但如果细看，包括能源、工业以及交通等行业，碳化硅的市场和增速依然可观。比如在能源市场，从2021年到2027年，碳化硅市场的总规模将从1.54亿增长至4.58亿美元，年均复合增长率达到了15%。所以说，如果想要更好地立足功率市场，就要把自己的视线变得更为宽广，布局汽车以外的其他市场。在这其中最为重要的便是能源和工业两大领域。
提到英飞凌，大家或许首先想到的是其在汽车碳化硅领域的卓越表现。作为汽车功率半导体领域的佼佼者，英飞凌在该领域有着领先的市场优势。不过，在碳化硅市场的布局上，英飞凌则是采取了全面布局、多点开花的策略，展现出其在技术创新和市场拓展方面的强大实力。
英飞凌科技高级副总裁、工业与基础设施业务大中华区负责人于代辉日前，英飞凌举办的碳化硅媒体发布会上，英飞凌科技高级副总裁、工业与基础设施业务大中华区负责人于代辉就表示，公司将全球低碳化发展作为重要战略之一，关注着电力产业的方方面面，包括太阳能和风力发电厂、机车牵引、充电站或工业等所有市场。正如于代辉所述，尽管未来能源行业创新需求显著，但并不是所有细分产业都会并行演进，通过广泛的覆盖，英飞凌可以抵消行业发展的不平衡，从而实现业绩的稳固增长。
英飞凌科技副总裁、工业与基础设施业务大中华区市场负责人沈璐“英飞凌的碳化硅战略业务不仅依赖于一个市场、一个产品、一个客户，我们要确保有足够多的产品系列满足不同行业及客户。”英飞凌科技副总裁、工业与基础设施业务大中华区市场负责人沈璐说道，“英飞凌的目标是成为业界首选的零碳技术创新伙伴。”值得补充的是，英飞凌也并没有单纯发展碳化硅，而是选择硅、氮化镓和碳化硅同频创新。“仅仅预测某种技术将在何时何处被应用，并不能让其充分释放潜力。我们更倾向于与客户携手合作，以便在不同系统中筛选出最优方案。”英飞凌科技首席执行官Jochen Hanebeck在不久前举办的投资者年度财报电话会上说道。2024年，英飞凌确实在三大功率方向上都有了重大突破：围绕碳化硅，在马来西亚居林兴建了全球最大的200毫米碳化硅晶圆厂；在氮化镓方面，推出了全球首个300 mm氮化镓晶圆技术；甚至在传统硅基上都有创新——成功推出全球最薄的硅功率晶圆。三大方面的进步，也促成了英飞凌功率器件技术、成本和产能上的进一步优化。简而言之，英飞凌从来不当“偏科生”，也不偏向某一市场。许多功率厂商也有着同样的看法，都在采用“Si+SiC+GaN”的策略，在不同领域发挥每种器件的特性，推动宽禁带半导体的双轮驱动，在整体为客户提供更为灵活的解决方案。从产品上来看，碳化硅产品线是多元化的主力军。据市场预测，从2024年到2029年，全球碳化硅市场规模将从31亿欧元增长到90亿欧元，年复合增长率超过24%。而英飞凌在碳化硅市场也保持了持续发展。2024财年，英飞凌的碳化硅业务总营收为6.5亿欧元，同比增长超过30%，明显超过市场的平均增幅，进一步提升了市场份额。也正因此，尽管电动汽车如日中天，工业领域同样是一个巨大且不容忽视的市场。实际上，在英飞凌3600个碳化硅用户中，工业行业显然占据了大多数的客户。
根据Omdia统计的数据表明，无论是碳化硅模块还是IGBT模块，英飞凌都遥遥领先市场，这也是其布局汽车和工业多元化所取得的成绩，相比较而言其他公司更多是关注某一单一市场或客户。
能源电力领域是英飞凌多元化的重要发力点，在此方面，英飞凌的产品已经赋能了诸多中国企业实现绿色低碳化。于代辉表示：“英飞凌产品涵盖了从发电、输电、配电、储能到用电的整个全电能价值链，仅就功率产品而言，几乎没有哪个友商能在如此广阔的市场上跟我们同台竞争。”
如图，英飞凌的宽禁带产品可涵盖范围，如果考虑硅基MOSFET和IGBT，则覆盖面更加广泛英飞凌科技工业与基础设施业务的客户涵盖了电能价值链的各行业公司，从发电到配电再到用电的方方面面，这其中包括中国中车、美的、阳光电源、金风科技、汇川等知名本土公司。于代辉列举了一些重要数字，来直观说明英飞凌在中国电力行业的贡献。风电领域：国内超过 90000 台风力发电机使用英飞凌产品，2023 年发电量可满足 4.5 亿人的用电需求。光伏领域：应用于总计超过 220GW 的光伏发电机组，装机容量相当于 10 个三峡水电站装机量总和。高铁领域：2800多列高速列车安装英飞凌产品，每天陪伴 400 万人出行。储能领域：应用于总计约 15GW / 30GWh 的新型储能系统，装机容量约等于 1 个白鹤滩水电站装机量。另外，英飞凌也在自身进行绿色化变革。早在2020年，公司便制定了在2030年实现碳中和的目标（范围1和2碳排放），今年又通过提供产品碳足迹数据，将气候保护工作延伸到供应链端（范围3）。布局多元化并非一个好听的口号，而是用真正品质过硬的产品赋能客户最大价值。无疑，英飞凌的碳化硅做到了这一点。对传统硅功率器件来说，开关频率、损耗和输出功率是一个经典的“不可能三角”，如果想要突破它，就要从底层入手，比如说将材料更换为碳化硅。英飞凌的碳化硅便实现了更高开关频率、更低损耗以及更高输出功率。今年3月，英飞凌推出采用沟槽栅技术的碳化硅CoolSiCTM MOSFET G2系列，开启了功率系统和能量转换的新篇章。与上一代产品相比， 英飞凌全新的CoolSiCTM MOSFET G2在确保质量和可靠性的前提下，可将MOSFET的主要性能指标（如能量和电荷储量）提高了20%，不仅提升了整体能效，更进一步推动了低碳化进程。“碳化硅的性能评价标准实际上是多元化的，不光是导通损耗，还有开关损耗、杂散电感、封装热阻以及鲁棒性和可靠性等方方面面。”英飞凌科技副总裁、工业与基础设施业务大中华区市场负责人沈璐强调道。CoolSiCTM MOSFET G2不仅达到了业界最低7mΩ导通电阻，同时也实现了2μS短路耐受时间，在性能和可靠性上没有一丝妥协。目前，采用沟槽栅技术的新一代碳化硅模块已经在行业主要新能源车厂量产使用，沟槽栅的可靠性得到了充分验证与认可，如今单管类产品正在客户的导入过程中。虽说上述实例都是汽车相关，但实际上新一代碳化硅模块适用于各种场景，尤其是电力行业。于代辉说道，就碳化硅而言，可在三个层面为电力市场带来系统级性能提升，包括高能效、高系统级性价比以及高可靠性。沈璐也表示，相比一次能源到终端用能，在新能源的电能价值链中，电力转换次数不断增加，每一次的能源转换都会有效率损失。追求更高转换效率变得至关重要，这也是高效碳化硅对电力行业的价值。光伏、风能、电网、充电桩、储能、氢能等英飞凌关注的应用市场，都可以充分体现出碳化硅的优越性。
比如利用碳化硅，光伏逆变器系统在十几年间功率密度从90W/kg提升到了3000W/kg，效率也从97%提升到了99%，尽管看起来只有2%的提升，但如果从损耗角度看，相当于优化了3倍以上。在充电桩市场，英飞凌能够提供从交流到高压直流的全套充电方案。英飞凌科技高级技术总监、工业与基础设施业务大中华区技术负责人陈立烽介绍道，充电桩功率模块从几年前的15kw到如今的40kw，需要更高压的直流母线，过去650V的器件需要级联才可以使用，如果采用英飞凌1200V碳化硅，可以减少功率器件用量，简化拓扑结构设计，缩小散热系统及提升功率密度。
英飞凌科技高级技术总监、工业与基础设施业务大中华区技术负责人陈立烽另外，沈璐也介绍到，英飞凌的.XT扩散焊技术，具有强大的工艺循环能力，非常适合负载切换频繁的充电桩，确保了系统的高可靠性及鲁棒性。
储能系统中，Daihen已经选择了英飞凌的2000V CoolSiC模块，系统实现简化的电路配置和控制设计，进而减少了开发资源并缩小了设备体积。另外，于代辉也特别看好碳化硅在固态断路器/继电器以及风电领域的发展。目前风能碳化硅应用比例较低，未来5年可以达到95%的年复合增长率。对于固态断路器，相比于传统的机械式结构，不存在磨损及老化等问题，更加耐用。同时，还可以支持数据可视化，远程恢复等功能，助力电力系统更加智能化。“实际上工业化数字化的发展与碳化硅的发展是一个相向而行的过程，并不是碳化硅驱动了继电器的发展，而是继电器在应用端有了从机械向固态演进的需求，恰恰碳化硅可以满足这一系统。”于代辉说道。实际上不止是继电器，其他行业在碳化硅的接纳过程中同样如此。
英飞凌提供的固态断路器用户指南，提供了硅与碳化硅两套参考方案供客户选择及评估
陈立烽表示，评判功率器件的好坏要看最佳优值（FOM），但是这个参数和应用息息相关。英飞凌在硬开关、软开关、轻载等不同应用中均做了优化处理，实现了不同FOM都最佳化表现，这正体现出英飞凌从系统出发的优势。
谈能源工业，就免不了谈市场。尽管英飞凌近期的业绩报告表明工业能源市场产生了下滑，主要原因系2023市场过于火热造成的库存积累。但于代辉仍然对能源行业，尤其是中国市场的增长持续乐观，他列举了今年一系列喜人数字。2024年光伏新增装机量预计仍将达到190~220GW；风电项目储备众多，特别是海上风电稳步增长；随着电动汽车的增长，配套充电桩2024年底将达到1200万台；储能累计装机规模的复合增长率将超过30%；除了立足本土，中国客户也一直在积极开拓海外市场。“纵观整个大市场可以看到，各个行业到未来2030年的市场是非常红火的，后面的发展也一样可持续。”于代辉在分享自己见解的同时，也在鼓励整个行业的客户。
2023到2030年各种能源装机量预测，以及行业应用中功率半导体的含量机会，尤其在太阳能、储能以及充电桩中，都将是碳化硅的主要应用机会，且单位用量将持续增长。以光伏行业为例，2023年市场处于快速扩张阶段，营收和利润均实现高速增长，同比增长一倍以上都是常态。但到了2024年，市场增速整体放缓，竞争激烈，增速也回归到较为平稳的状态，“拒绝内卷”的呼声不绝于耳。由于去年备货较多，在市场放缓的当下，库存消化成为了最大挑战，也影响到了产业链的所有客户，其中英飞凌科技的工业与基础设施业务就是其中之一，相比去年营收降低了12%，利润率也从30%降低到了22%。在这种承压下，英飞凌也决定谨慎投资，暂缓居林工厂的下一步扩建计划。“我们不能一直期待着缺产能，利用供小于求来保持竞争优势，而是要靠差异化赢得市场。”于代辉回应道，“另外，优秀产品的产能还是不足的，英飞凌会根据市场需求以及客户进程，通过灵活的运营、成本和规模优势，合理利用产能，才可以为市场提供最合理最经济的产品。”“每个企业都会面临这样穿越周期的难题。”沈璐说道。实际上，对于半导体行业，周期性上升才是常态。而越是下行周期时，越能体现出产品的差异化创新以及质量的口碑。“好的方面是，碳化硅价格的下降带来了渗透率和接受度的提升。”面对日益激烈的竞争，沈璐乐观地表示，“相信竞争可以激发斗志，也可以促进成长。我们愿意积极地拥抱市场的变化，能够应对短期挑战，同时也要更好地坚持长期主义。”当下能源工业市场，也有汽车行业同样的烦恼——“卷价格”。沈璐呼吁，行业需要健康发展，而不是依靠价格进行恶性竞争。“无论是器件还是系统，电力相关的产品生命周期不只是5年、10年，甚至要到20至30年，整个生命周期的保证是对行业的健康发展的关键。”据《财讯》报道，目前中国6英寸碳化硅晶圆代工价格，已降至每片1200至1800美元左右，较两年多前每片4000美元左右的代工价格暴跌了70%。英飞凌不会选择内卷价格，但为了缓解客户压力，也有一系列降低成本的举措和规划。沈璐表示，衬底价格的下降帮助英飞凌控制了外部成本，尤其是英飞凌近年来加大了供应链的弹性，先后签署了多家衬底供应商，包括中国的天科合达以及天岳先进，另外还包括数家国际供应商，涵盖了韩国、欧洲及美国。一方面确保了本土供应，另外也是有充足的商业议价能力。更重要的是，英飞凌通过创新降低了碳化硅制造成本，其中共有五个关键点：第一是沟槽栅技术相比平面栅占用晶圆面积更小，天然地实现了成本降低，这也是英飞凌很早前就投入沟槽技术的重要原因；第二是良率改善，英飞凌利用40年的IGBT以及30年碳化硅的经验，确保良率不断爬坡；第三是规模经济，这并不意味着最大化生产率，而是根据市场需求生产出丰富的产品组合，涵盖从分立到模块，涵盖不同的电压等级、功率等级、电阻等级的产品，从而充分利用好产能规划；第四是晶圆从6英寸升级至8英寸；第五，英飞凌2018年收购的Siltectra激光冷切割技术，通过更先进的减薄技术，也降低了碳化硅生产成本。如今碳化硅相对不再缺货，且价格也下降了，该怎么创新？于代辉总结了拜访客户时发现的五大痛点，包括质量一致性、技术领先性、系统创新性、产品经济性和本土适应性。于代辉用了五个字准确形容了英飞凌如何解决碳化硅的痛点，分别是“稳”“先”“卓”“优”“融”。 具体而言，“稳”代表零缺陷质量管理以及稳健的供货；“先”代表技术领先，涵盖结构设计、前道、后道及测试在内的方方面面，这背后是30年来累计的近3万项专利。“卓”代表卓越，英飞凌产品在客户和科技界方面获得了诸多奖项与认可，两周前，其3300V CoolSiCTM XHP 2入围了由德国总统颁发的“德国未来奖”提名， “优”代表着英飞凌的产能布局优化，特别是英飞凌实现了菲拉赫与居林两大晶圆厂的虚拟协同，保证了产品的产能、性能以及规模效应。需要特别强调的是，“融”代表着英飞凌中国扮演着重要角色。“我们希望英飞凌能够融入本土生态圈，针对中国客户的需求，我们不仅仅在中国卖产品，而是在中国，为中国。”于代辉说道，“仅仅是销售和市场还不够，我们这几年间不断深化本土系统理解力，包括光伏系统、风电、储能、高铁等千行百业，帮用户用好产品。”英飞凌在中国布局了强大的产品和技术应用团队，从而简化客户使用碳化硅的门槛。去年以来，英飞凌先后与包括奇点能源、上能电气、盛弘电气、麦田能源、海鹏科技发布最新的碳化硅应用实践，客户也对英飞凌的产品质量和技术支持给予了高度评价。“英飞凌如今很多产品的定义和开发都是在中国完成的。”于代辉补充道。“以前我们开发的产品，不管怎么样，都需要用户系统适应我们。而现在，我们希望跟用户长期地保持前瞻性沟通，通过调查用户的真实需求与痛点，定义今后的产品规划，从而帮助客户保持行业领先。”
英飞凌针对不同行业应用需求，推出了广泛的产品线组合，以及前瞻性的产品开发路书另外，英飞凌也加速无锡生产基地的本土化导入进程，1995年，作为西门子集团半导体部门进入中国市场的第一家工厂，无锡工厂40年间在西门子和英飞凌时代都扮演着关键角色，如今无锡已经成为英飞凌主要的后端制造基地，具备封装各种类型的产品能力。2024年12月11日，据日经亚洲消息，英飞凌科技首席执行官Jochen Hanebeck在接受采访时就表示，公司正在中国进行商品级产品的本地化扩产，旨在加强与中国市场客户的紧密联系。如果关注近几年芯片发展，可以看出所有厂商都在强调系统级方案这样的概念。随着终端市场竞争加剧，差异化创新的优先级被不断提高，英飞凌正围绕碳化硅，加强系统级产品的竞争力和协同效应。“从系统角度理解客户。”是于代辉一直强调的。于代辉介绍道，十几年前，英飞凌已经提出了P2S理念，即Product to System。这不仅代表英飞凌希望为客户提供完整的打包方案，更是希望从系统的角度，围绕应用进行思考。英飞凌今年年初进行了全球组织变化也正是基于此理念，将销售和市场分为工业与基础设施业务、汽车业务以及消费、计算与通讯业务三大业务部。这种销售组织的变革更强调以客户的应用需求为中心，从而进一步发挥英飞凌全面、多样化产品组合的潜力。“把复杂留给自己，把方便留给客户。”于代辉经常在内部会议上提及这句话，“我希望工程师不仅要熟悉功率产品，对于MCU，对于传感器等也要有所了解，这样至少可以找到公司的其他资源为客户服务。”“英飞凌在功率半导体领域的确很强，同时我们也希望，不仅是碳化硅和功率半导体，还可以把其他产品提供给客户，真正地在用户系统层面产生协同效应。”于代辉举例道，比如现在越来越多的太阳能逆变器都要联网，英飞凌也正在同逆变器厂商围绕MCU和蓝牙等器件开展合作。秉承“一个逆变器，一个英飞凌”的理念，英飞凌提供涵盖功率半导体和32位MCU的完整系统解决方案，旨在实现高效率、优化性能和快速上市。作为功率系统中最重要的碳化硅，自然是拓展客户资源的最有力武器。
如图所示，比如在混合逆变器中，英飞凌不止拥有功率相关的开关和驱动，还可以提供传感器、控制以及连接的方方面面。2024年从缺货到缺订单，对每个公司都是一个重要转折点。就英飞凌而言，通过多元化策略、合理的产能投入、坚持研发创新、长期的产品路线图规划以及适时的战略调整，基本经受住了考验。面对2025，英飞凌科技工业与基础设施业务也做好了万全准备。“英飞凌是一个适合长跑的公司，行业周期的穿越恰好是我们的优势，如果一路向上我们的优势反而不明显。”于代辉强调道。“即使市场保持底部，我们也有信心和客户一起迎接更大的发展。而从长期来看，低碳的目标和需求始终就在那里。”陈立烽也坦言，“今年中国碳化硅行业异常活跃，都在不断创新和内卷，英飞凌愿意通过关注技术和系统，持续帮助客户实现行业的创新，同时也愿意和行业共同学习，共同积累。”截止2024年，“英飞凌工业半导体公众号”共发布了800余篇原创文章与视频，涵盖了工业功率器件的方方面面，成为了电力电子工程师的重要的学习交流园地。沈璐则希望英飞凌能够持续挖掘用户未被满足的需求。“了解客户的需求是本分，挖掘客户的需求是本事，这句话用在碳化硅业务的发展上是极不为过的。不管前方有什么在等待，希望通过自己的努力，在不确定性中看到确定性。”沈璐说道。欢迎将我们设为“星标”，这样才能第一时间收到推送消息。关注“汽车开发圈”，回复“Auto”，免费领Autosar入门与实践资料包！
