滿足MOSFET需求 英飛凌CoolMOS系列性價俱佳

滿足MOSFET市場多元需求 英飛凌CoolMOS系列性價俱佳。

物聯網趨勢方興未艾，連網成為電子產品未來的重要功能，再加上2017年起，全球掀起AI浪潮，在此浪潮下，高強度的運算能力也將是各類型IT系統的設計重點，無所不在的連網與運算，將對設備的電源管理帶來巨大挑戰，台灣英飛凌科技(Infineon)電源管理及多元電子事業處資深行銷經理陳志星就指出，無論是消費性領域或企業用系統，電源管理的重要性在未來都會逐漸提升。

陳志星表示，英飛凌在電源管理的產品布局已久，技術深度與應用廣度都早獲得市場口碑，英飛凌的電源管理產品主要分工業電源控制(Industrial Power Control；IPC) 與電源管理及多元電子(Power management & multimarket；PMM) 兩部分。IPC的產品大部分為3kW以上，PMM則有低功率、高功率與照明3個主要領域，大略區分低功率為150W以下，高功率則是150W~3kW，照明部分則涵蓋傳統照明與LED兩部分，其中LED照明一直是英飛凌的重點應用。

在PMM產品線方面，則有MOSFET、IC控制器、驅動器等，陳志星指出，目前供電系統的兩大區塊線性穩壓與交換式電源(SMPS)，英飛凌都有相關產品對應，其中SMPS產品的應用多元，包括筆記型電腦、桌上型電腦、伺服器等，英飛凌的MOSFET近年來也推出多款產品因應。

在MOSFET部分，英飛凌產品包括低壓與高壓兩部分，低壓產品有OptiMOS和 StrongIRFET系列，高壓則為CoolMOS系列。CoolMOS的優異品質享有高度的客戶滿意度，在過去的3年期間，CoolMOS的出貨量超過16億顆，其中失效品只有38個，這代表不良率小於0.03DPM(Defects per million)，遠低於業界其他競爭對手產品。

陳志星指出，CoolMOS系列採用了高耐壓超接合面(Super Junction)製程，不但在效能表現相當突出，也可讓轉換器的頻率更高，高壓MOSFET材質方面則有3種，包括矽的CoolMOS、碳化矽的CoolSiC與氮化鎵的CoolGaN，英飛凌是目前市場上唯一量產供應矽、碳化矽與氮化鎵MOSFET產品的廠商。陳志星表示，目前矽材質仍是出貨量最大的產品，主要原因在於價格較低，且製程為工程師所熟悉。

至於採用碳化矽的CoolSiC或氮化鎵的CoolGaN，其特性是效率更佳、頻率更高，陳志星指出，高頻率的好處是，設備內部的被動元件尺寸可以有效縮小，功率密度更高，除了可有效降低成本外，對多數應用例如電動車的充電樁，也可縮減設備所佔面積，目前CoolGaN的價格雖高，市場應用比例也還偏低，不過如果要提升SMPS的效率，還是需要GaN才能辦到，因此此一技術仍是MOSFET的未來。

目前英飛凌的高壓MOSFET主要產品為CoolMOS 7系列，此系列是是從2015年推出C7啟動，之後對應不同市場需求所設計的P7、G7、CFD7陸續推出，例如CFD7專攻高可靠性市場、P7是訴求低功耗與高性價比、C7為高效率、G7也是高功率密度，不過其封裝技術則是採用SMD。

CoolMOS 7系列均採用Super Junction製程，陳志星表示，英飛凌從1998年開始推出Super Junction製程的MOSFET，由於當時這仍是新製程，客戶端仍不熟悉，因此成效不理想，不過也有幾家大型電源供應器廠商認為此技術是未來趨勢，並與英飛凌合作討論導入後的設計做法，一直到現在Super Junction已然進入成熟，但這些客戶與英飛凌的合作關係仍然相當緊密。

對於CoolMOS系列的產品特色與應用，陳志星表示可從AC/DC架構中的PFC與LLC/ZVS兩部分來看，若是需要高效能的PFC，則可選用C7與G7，這兩款產品不但都具有高效與高功率密度，且可快速切換，至於高效能要求的LLC/ZVS，可用CFD7與C7、G7，CFD7的特色除高效外，在切換速度與恢復時間也都相當快，同時具有高穩定度與高耐用性，C7與G7則是最高效的CoolMOS產品，非常適用於高階產品使用。

而若是對性價比較在意的PFC與LLC/ZVS，則可以採用P7，其易用性與性價比都非常合適，陳志星指出，P7的應用相當廣泛，再100 W 至15 kW之間的產品包括充電器、適配器、照明、電視、PC和Server電源、…等，這些產品由於規格較普遍，價格成為市場競爭重點，元件的性價比考量就會偏高，P7會是非常適用的MOSFET元件。

P7的CP值高不代表效能變差，陳志星指出，目前市場上同類型產品的VGS最大與最小值不是3.0~5.0就是2.5~4.5，英飛凌之前的C3系列是從2.25~3.75，P7則進一步將之設計到2.5~3.5之間，數值窄化代表更精確，對工程師來說，產品設計的誤差也會更小，另外過去產品的Rds會與溫度成正比，溫度越高Rds也就越高，P7的Rds則受溫度的影響較小，因此在電流輸入，元件溫度升高後，P7的Rds上升有限，效能也會更好。

除了性價比之外，P7的另一個重點是提供SMD與插件型兩種封裝技術，陳志星特別強調SOT-223 SMD封裝技術，他表示此一封裝方式目前多為30W~100W的電源元件所使用，英飛凌是少數使用在P7這種600V以上的高壓，目前市場習慣用的高電壓元件封裝尺寸都較大，然而這種大尺寸封裝內部都未填滿MOSFET元件，而大封裝尺寸也會讓電源供應器的體積同步變大，對成本與體積而言都是浪費，SMD的小體積則是最適用的封裝技術。

從整體產品線來看，CoolMOS 7是英飛凌強化過去的產品線所延伸出來系列，其中每1個系列都有對應新的產品，在大功率部分，客戶過去若是用CFD產品，現在可用CFD7、P6為P7、CP則是C7或G7，陳志星指出，英飛凌一直以來不斷升級原有的產品線，讓客戶有更好的產品選擇，這幾年由於市場升級，在加上今年市場缺貨，有不少客戶直接升級原有產品轉換到新系列，英飛凌也大力配合。

談到目前市場的缺貨狀態，陳志星認為原因在於各類應用不斷增加，且需求快速浮現，造成很多半導體產品供不應求，他以車用市場為例指出，現在ADAS(先進車用輔助系統)已成為多數車廠的標準配備，根據STPI的資料顯示，2017年全球車用電子的IC使用總值就達到280億美元，與2016年的184億美元相較，成長幅度高達22%，再加上物聯網市場開始啟動，這兩個市場的蓬勃，不但全球的矽缺貨嚴重，連帶晶圓製造、封裝，測試等製程產線也都滿載，直接影響出貨速度。

而英飛凌除了與全球晶圓製造、封測廠合作外，這幾個製程也都有自己的廠房，因此供貨無虞。對於電源元件的未來發展，陳志星認為效能、成本、功率密度與上市時間仍會是市場對這類型產品的主要需求，尤其是車載、工控等趨勢漸趨明顯，對電源管理的重視程度也逐漸增加。

他引用ABI Research的研究報告指出，從2017年至2022年，車載市場的複合成長率將達7.7%，工控市場則會有7.1%，屆時這兩大領域中，半導體在車用市場的應用總值將有380億美元，工控則是490億美元，這兩個驚人的商機，將會是電源元件未來的重要成長動力。

面對未來的市場挑戰，陳志星指出，英飛凌將會透過自有生產，確保技術領先地位和成本優勢，而為了提升產能、強化未來供貨能力，目前英飛凌也計畫在奧地利投資16億歐元興建300mm製程的12吋晶圓廠，預計在2021年投入營運，產能完全開出時，除可帶來每年18億歐元的營收外，更可提供客戶穩定的半導體貨源，從而掌握新世代的市場商機。