中國(guó)制造業(yè)正在大批量進(jìn)行數(shù)字化升級(jí)，包括汽車制造、電子產(chǎn)品生產(chǎn)、機(jī)械加工、食品包裝廠。在自動(dòng)化工廠中，機(jī)器人或機(jī)械臂需要微控制器來(lái)精準(zhǔn)控制每一個(gè)動(dòng)作，完成裝配或搬運(yùn)。同時(shí)，工廠利用可編程邏輯控制器（PLC），通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)線上的設(shè)備相連，實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程中的參數(shù)和狀態(tài)，比如，自動(dòng)調(diào)整機(jī)器速度或改變生產(chǎn)順序。
意法半導(dǎo)體技術(shù)不僅涵蓋了工廠自動(dòng)化的全部關(guān)鍵模塊，還能提供物聯(lián)網(wǎng)解決方案和先進(jìn)傳感器，幫助工廠從傳統(tǒng)生產(chǎn)方式向智能化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型。比如，為了讓工廠的操作界面更加直觀，讓操作人員可以更容易地監(jiān)控和控制機(jī)器，公司還提供了一套人機(jī)交互解決方案。中國(guó)的很多頭部制造企業(yè)已經(jīng)采用這些方案來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)流程，特別是減少了因設(shè)備故障導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷。
經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)：節(jié)能減碳和人工智能等新趨勢(shì)是否也帶來(lái)了機(jī)會(huì)？
曹志平：電源與能源是我們?cè)诠I(yè)市場(chǎng)特別關(guān)注的一個(gè)領(lǐng)域。中國(guó)工廠的轉(zhuǎn)型不僅要提高效率，還要降低能耗，比如支持工廠使用太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源，減少設(shè)備在非生產(chǎn)時(shí)段的能源消耗等。碳化硅功率半導(dǎo)體能在這方面發(fā)揮很好的作用。
人工智能也大量運(yùn)用在工業(yè)領(lǐng)域，它能改變?cè)S多工業(yè)應(yīng)用的規(guī)則，比如將公司的微控制器與邊緣人工智能技術(shù)結(jié)合，在工業(yè)設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)、太陽(yáng)能光伏檢測(cè)、電池生命周期管理、家電能源優(yōu)化以及智慧工業(yè)、智能家居和智能樓宇的視覺(jué)等應(yīng)用上，都能夠提供比之前更精確的解決方案。
新型半導(dǎo)體器件
經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)：新能源汽車、工業(yè)電機(jī)等新興市場(chǎng)的發(fā)展，是否給半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了新的技術(shù)和發(fā)展機(jī)遇，比如當(dāng)前流行的氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）這兩類半導(dǎo)體材料？
曹志平：是的，越來(lái)越多廠商用氮化鎵或是碳化硅來(lái)制造半導(dǎo)體器件。相比智能手機(jī)和個(gè)人電腦，汽車和工業(yè)的電子設(shè)備對(duì)芯片的耐高溫、耐高壓以及高功率處理能力有著更高的要求。例如，汽車的電動(dòng)機(jī)和控制系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，而電池為了節(jié)約電能，要在電能轉(zhuǎn)換過(guò)程中減少能量損失。
在自動(dòng)化生產(chǎn)線上，機(jī)器人手臂要非常精確和迅速地動(dòng)作，這要求芯片能夠即時(shí)處理控制信號(hào)，使電機(jī)能夠快速響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的動(dòng)作控制。工廠環(huán)境可能比較惡劣，是充滿灰塵、高溫或者濕度很高的，芯片必須能在這樣的環(huán)境中長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，不能在此類環(huán)境下?lián)p壞或失效。
這些性能是傳統(tǒng)硅材料難以實(shí)現(xiàn)的，而氮化鎵和碳化硅能夠承受更高的電壓和溫度，有更高的熱導(dǎo)率和電子遷移率，生產(chǎn)出來(lái)的半導(dǎo)體更適合在極端條件下工作。這兩類材料的流行本質(zhì)上是因?yàn)榘雽?dǎo)體市場(chǎng)的需求正在轉(zhuǎn)變。
經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)：意法半導(dǎo)體是業(yè)內(nèi)較早一批商用碳化硅和氮化鎵材料的半導(dǎo)體企業(yè)，目前兩類材料是否成熟，有什么樣的制造難點(diǎn)？
曹志平：這兩種技術(shù)在制造上有一定挑戰(zhàn)，但不在于縮小工藝節(jié)點(diǎn)，因?yàn)樗鼈儾⒉幌馟PU、CPU處理器那樣一味追求晶體管的微縮，而是要追求材料特性和制造工藝上的極致能力。
氮化鎵和碳化硅兩種器件在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，要想保證器件的可靠性和性能，需要采用先進(jìn)的熱管理解決方案。此外，由于它們通常用于高壓環(huán)境，耐高壓能力也是一個(gè)重要挑戰(zhàn)。要想防止高壓擊穿器件，確保長(zhǎng)久的可靠性，必須精確控制材料的特性。
技術(shù)上成熟，但在生產(chǎn)過(guò)程中保證無(wú)缺陷且質(zhì)量穩(wěn)定并不容易，晶圓上的任何小瑕疵都可能影響電子設(shè)備的性能和成品率。與傳統(tǒng)硅材料相比，氮化鎵和碳化硅的生產(chǎn)更為復(fù)雜，成本也更高。我們?cè)跉W洲投資建立了相關(guān)的制造基地，整合了從原材料到最終芯片的整個(gè)生產(chǎn)流程，這樣做的前期投入成本很高，但能確保每個(gè)步驟都在嚴(yán)格的質(zhì)量控制之下完成。
經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)：當(dāng)前，半導(dǎo)體的許多環(huán)節(jié)尚未出現(xiàn)一個(gè)明顯的反彈趨勢(shì)，氮化鎵和碳化硅這類新型半導(dǎo)體器件的供需情況又是如何呢？
曹志平：過(guò)去兩年，全球半導(dǎo)體市場(chǎng)處于下行周期，目前市場(chǎng)整體庫(kù)存水位很高。在經(jīng)歷了前所未有的一場(chǎng)芯片短缺潮之后，各個(gè)終端市場(chǎng)的需求和庫(kù)存也是分化的。
