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SiC市@@场@@，即@@将@@预见的@@供过于@@求@@?

judy — Fri, 26 Jan 2024 02:21:51 +0000

近年@@来@@@@，随着@@电动@@汽车@@@@@@、5G、新能源@@等@@市@@场@@的@@兴起@@，减碳@@、能源@@效率@@和@@电气@@化成为@@@@当今时@@代@@的@@口号@@。

在@@这@@个@@过程中@@@@，对@@高频@@@@、大功率@@@@器件@@@@及电力电子@@需求@@快速增长@@，硅@@（Si）基@@半导体@@的@@物理性能@@瓶颈凸显@@，硅@@材料@@的@@潜力@@@@已逐渐被开发完善@@。

那么@@，如@@何最大@@限度减少电源@@转换@@损耗@@，如@@何在@@提升@@功率@@的@@同时@@@@限制体积@@、发热@@和@@成本@@的@@快速膨胀@@，成为@@@@了业内重点@@关注@@@@的@@问题@@@@。

在@@此趋势下@@，以@@碳化硅@@@@@@（SiC）为@@代@@表@@的@@第三代@@半导体@@材料@@逐渐从@@科研走向@@产@@业化@@，并成为@@@@替代@@部分硅@@基@@@@功率@@器件@@@@的@@@@明确趋势@@。

相较@@于@@@@硅@@@@，SiC材料@@优势@@显著@@：

. 耐高压@@：SiC材料@@相比@@@@@@于@@@@Si材料@@具有@@@@10多倍@@的@@击穿场强@@，因此@@可以@@通过@@更低@@的@@电阻率和@@更薄的@@漂移层实现更高的@@击穿电压@@，相同的@@耐压值@@下@@，SiC功率@@模块@@@@导通电阻@@/尺寸@@仅为@@@@@@Si的@@1/10，功率@@损耗大幅减少@@；

. 耐高频@@@@：SiC材料@@不存在@@电流@@拖尾现象@@，能够提高@@188足彩外围@@app 的@@开关速度@@@@，是@@Si开关速度@@的@@@@3-10倍@@，从@@而@@适用@@于@@@@更高频@@率和@@更快的@@开关速度@@@@@@@@；

. 耐高温@@：SiC材料@@具有@@@@其@@@@3倍@@的@@禁带宽度@@、3-5倍@@的@@导热@@率@@，2倍@@的@@极限@@工作温度和@@超过@@@@2倍@@的@@饱和@@电子@@漂移速率@@。因此@@SiC器件@@在@@减少电流@@泄露的@@同时@@@@大幅提高工作温度@@。

可见@@，在@@传统硅@@基@@@@功率@@器件@@@@无法适应新兴市@@场@@快速发展@@的@@变革需求@@下@@，SiC凭借@@高频@@高效@@@@、耐高压@@、耐高温@@等@@优异特@@性@@成为@@@@功率@@市@@场@@的@@新选择@@。

下游市@@场@@和@@客户对@@@@SiC领域@@的@@@@前景也充满信心@@，一众@@OEM和@@Tier1厂商都希望能够尽早锁定可靠@@的@@长期供应@@，这@@也为@@@@SiC厂商的@@扩张提供@@了坚实的@@动@@力@@。

多重因素驱动@@@@下@@，SiC市@@场@@建厂扩产@@热@@潮愈演愈烈@@。无数成名@@已久的@@@@IDM大厂@@，Fabless新锐以@@及@@初创企业纷至@@沓来@@。

尤其@@是@@在@@@@2022-2023年@@低@@沉的@@半导体@@市@@场@@情绪中@@@@，SiC似乎没有受到@@影响@@，大额订单签约@@不断@@、扩产@@计划加了又加@@、年@@度营收持续上@@修@@、持续丰富的@@@@SiC应用@@@@案例@@...，一系列@@动@@作都预示着@@SiC行业@@前景充满光明@@。

刚刚踏入@@2024年@@，SiC产@@业扩张的@@氛围仍在@@延续@@。

越来越多的@@企业盯上@@了@@SiC这@@块@@“肥肉@@”，扩产@@的@@脚步推动@@全@@球@@@@SiC总产@@能在@@过去@@五年@@@@内增长了近两倍@@@@。

然而@@@@，情况确实是@@如@@期进行么@@？

对@@于@@@@行业@@大肆扩产@@之势@@，有声音指出@@，SiC市@@场@@在@@未来@@几年@@将@@如@@何展开@@？SiC厂商的@@扩产@@速度和@@规@@模@@，在@@未来@@是@@否@@会带来供应过剩的@@风险@@？

供需背后@@，SiC市@@场@@将@@何去何从@@@@？

争先恐后加码扩产@@@@SiC：

首先@@来看供应端@@。

在@@当前全@@球@@@@SiC功率@@市@@场@@高景气行情下@@，扩产@@放量是@@行业@@关注@@重点@@@@。行业@@新老玩家纷纷涌入@@，争先恐后加码扩产@@@@SiC。

据@@集邦化合物半导体@@不完全@@统计@@，2023年@@国外企业共有近@@20项@@SiC相关扩产@@项@@目已经或@@将@@要@@落地@@，年@@产@@能规@@模基@@本都在@@几十万到@@上@@百万片@@之多@@。

除了原厂和@@@@Tier1企业不断加大相关产@@品@@@@投资扩产@@力度@@，巩固自@@身产@@业优势@@地位之外@@。产@@业链@@厂商在@@@@SiC领域@@相关扩产@@也在@@围绕衬底@@@@、外延@@等@@产@@业链@@各环节展开@@。

此外@@，多国和@@地区政府也宣布@@将@@投入大笔资金@@，用@@于@@投资功率@@半导体@@@@@@。

能看到@@@@，SiC的@@淘金热@@在@@全@@球@@迅速蔓延@@，赛道扩产@@热@@度居高不下@@，甚至@@有愈演愈烈的@@迹象@@，不仅有更多厂商加入@@SiC扩产@@行列@@，更有巨头多次出手@@，产@@能建设已成为@@@@企业及行业@@关注@@的@@焦点@@@@。

面对@@@@SiC的@@巨大市@@场@@@@，不仅国际@@巨头纷纷加入@@，国内@@企业也不甘落后@@，纷纷布局@@碳化硅@@@@@@，扩张产@@能@@，试图@@以@@国产@@替代@@争夺市@@场@@份额@@，提升@@产@@品@@@@的@@价值@@量或@@出货量@@。

据@@不完全@@统计@@，2023年@@国内@@@@共有近@@40项@@SiC相关扩产@@项@@目启动@@@@。这@@些@@项@@目中@@@@，有不少投资数十亿@@甚至@@上@@百亿@@的@@大手笔@@。

国内@@SiC企业也都铆足了劲在@@扩大产@@能@@。从@@投资额来看@@，据@@统计@@，2023年@@国内@@@@SiC相关扩产@@项@@目累计将@@投入近@@900亿@@元@@，与@@2022年@@相比@@@@涨幅较大@@，SiC赛道日@@益火热@@已是@@不争的@@事实@@。

综合@@来看@@，SiC赛道扩产@@戏码频频上@@演@@，国际@@厂商大多着眼于@@@@8英寸@@，一方面@@是@@顺势而@@为@@@@，另一方面@@@@也为@@了巩固领先优势@@@@。国内@@厂商更多选择继续加固@@6英寸@@产@@能@@，以@@期稳中@@求进@@，但@@也不乏前瞻性布局@@@@，聚焦@@6英寸@@与@@@@8英寸@@并举@@，双管齐下满足当下与@@未来@@需求@@@@。

根据@@@@TrendForce分析@@，随着@@国内@@外厂商相继扩产@@@@，以@@及@@与@@汽车@@@@、新能源@@客户合作项@@目明朗化@@，将@@推动@@@@2023年@@整体@@SiC功率@@188足彩外围@@app 市@@场@@规@@模达@@22.75亿@@美元@@@@，年@@成长@@41.4%，预计@@至@@@@2026年@@SiC功率@@188足彩外围@@app 市@@场@@规@@模可望达@@53.28亿@@美元@@@@。

SiC需求@@，打开新空间@@

供应端的@@火热@@扩产@@@@，离不开下游市@@场@@对@@@@SiC的@@巨大需求@@@@。

大部分@@SiC厂商都收获了巨额的@@预付款订单@@。这@@一做法为@@@@SiC厂商投资扩产@@提供@@了良好的@@现金流支持@@@@，也为@@其@@扩产@@带来了极大动@@力@@。

从@@需求@@端来看@@，新能源@@汽车@@是@@@@SiC最重要@@的@@应用@@@@@@领域@@@@，也是@@最大@@的@@驱动@@@@市@@场@@@@。

回顾@@SiC上@@车@@进程@@，丰田早在@@@@@@2014年@@就@@推出了@@SiC MOSFET，但@@受限于@@当时@@高昂的@@成本@@和@@技术@@的@@不成熟@@，前期产@@业发展@@一直较缓@@。

一直到@@@@2018年@@，特@@斯拉@@Model 3搭载全@@@@SiC MOSFET模块@@的@@@@逆变器@@@@@@，其@@轻量化@@的@@特@@性@@@@节省了电动@@汽车@@@@内部空间@@，高效@@率的@@@@特@@性@@有效降低@@@@了@@电动@@汽车@@@@电池@@成本@@@@，耐高温@@的@@特@@性@@@@降低@@@@了@@对@@冷却系统@@@@的@@要@@求@@，节约@@了冷却成本@@@@，一跃成为@@@@了@@SiC器件@@在@@车用@@领域@@的@@@@产@@业推动@@者@@，帮@@SiC的@@应用@@@@@@进度和@@市@@场@@空间都打开了想象力@@。

尤其@@是@@在@@@@新能源@@汽车@@高歌猛进@@，电车续航和@@充电@@速度@@不断提升@@的@@需求@@@@驱动@@@@下@@，SiC器件@@凭借@@体积小@@、性能@@优越@@、节能@@性强@@，还顺带缓解了续航问题@@，一举成为@@@@新能源@@车领域@@的@@@@当红炸子鸡@@。SiC器件@@开始应用@@@@于@@驱动@@@@逆变器@@@@、DC/DC转换@@、车载@@充电@@器@@@@OBC和@@快速充电@@桩等@@领域@@@@。

此后@@，很多@@车企也都纷纷将@@@@SiC功率@@器件@@@@作为@@@@未来@@新能源@@汽车@@电机驱动@@@@@@系统@@@@的@@首选解决方案@@@@，得到@@了市@@场@@的@@广泛接受@@。

从@@行业@@趋势看@@，SiC上@@车@@是@@大势所趋@@。尽管@@特@@斯拉@@曾在@@@@2023年@@3月@@的@@投资者大会上@@表@@示@@@@，将@@减少@@75%的@@SiC用@@量@@，一度引发@@SiC未来@@发展@@@@前景不明的@@猜测@@，但@@后续汽车@@市@@场@@和@@供应商@@都用@@实际行动@@表@@达了对@@@@SiC的@@支持@@@@。

随着@@越来越多车企陆续导入@@SiC技术@@，TrendForce预计@@2026年@@车用@@@@SiC功率@@器件@@@@市@@场@@规@@模将@@达到@@@@@@39.4亿@@美元@@@@，市@@场@@占比@@高达@@@@74%。

SiC上@@车@@需求@@的@@爆发@@，以@@及@@在@@充电@@桩市@@场@@的@@快速渗透@@，其@@产@@能供给成了关键瓶颈@@。

800V架构@@，SiC市@@场@@新@@“风口@@”

另一方面@@@@，为@@进一步提高充电@@效率@@@@、缩短充电@@时@@间@@，主@@流车企选择高压快充方案@@，800V高压架构@@正逐渐走进市@@场@@视野@@。

有业内专家预测@@@@，未来@@一到@@两年@@将@@会有@@更多采用@@@@@@800V系统@@的@@新能源@@汽车@@出现@@。这@@场高压平台@@“升级革命@@”让@@SiC器件@@成为@@@@焦点@@@@。

因为@@@@构建@@800V超充平台的@@灵魂就@@是@@@@材料@@的@@革新@@，800V高压快充会涉及到@@车内电源@@到@@车外充电@@整个强电链路@@，硅@@基@@@@器件@@已达到@@@@理论性能@@极限@@，难堪重任@@。具备耐高压@@@@、耐高温@@、高频@@等@@优势@@的@@@@SiC器件@@是@@目前@@最佳的@@替代@@方案@@。

800V SiC功率@@器件@@@@的@@@@“上@@车@@”，对@@电动@@汽车@@@@的@@能量@@利用@@@@效率@@@@、充电@@速度@@、电机功率@@等@@都带来巨大的@@提升@@@@，逐步成为@@@@新能源@@汽车@@行业@@的@@布局@@热@@点@@@@。

未来@@，以@@SiC为@@核心的@@@@800V强电系统@@@@，将@@在@@主@@逆变器@@@@、电机驱动@@@@@@系统@@@@、DC-DC、车载@@充电@@器@@@@以@@及@@充电@@桩等@@领域@@迎来规@@模化发展@@@@，进而@@加快推动@@@@SiC器件@@渗透提速@@。据@@业内预期@@，2025年@@800V+SiC方案的@@渗透率将@@超过@@@@15%。

可见@@，在@@巨大的@@市@@场@@潜力@@和@@技术@@变革趋势下@@，SiC产@@业链@@正迎来多重@@“风口@@”。

衬底@@，SiC产@@能关键瓶颈@@

此外@@，SiC衬底@@的@@紧缺@@，将@@使@@@@SiC芯片@@的@@供需失衡成为@@@@长期现象@@。

众所周知@@，衬底@@一直是@@@@SiC器件@@产@@能的@@一大关键瓶颈@@。

前几年@@@@，很多@@SiC器件@@厂商都是@@靠绑定衬底@@巨头来保证@@SiC衬底@@的@@产@@能@@。如@@今@@，全@@球@@领先的@@@@SiC器件@@供应商@@相继收购@@投资了不同@@的@@优质@@SiC衬底@@供应商@@@@，并开始建立内部衬底@@供应@@，从@@SiC衬底@@到@@设备制造@@的@@垂直整合@@@@。

这@@些@@厂商虽然@@通过@@收购@@@@建立了自@@己的@@衬底@@供应@@，但@@产@@能还远远落后@@，采用@@@@部分产@@能自@@给@@、部分产@@能绑定的@@双线模式@@。

有业人人士指出@@，之所以@@出现这@@种趋势@@，主@@要@@是@@因为@@@@@@SiC供需极度失衡@@，SiC衬底@@的@@需求@@@@量非常大@@，被业界认为@@@@产@@业成为@@@@长期持续的@@趋势@@，SiC衬底@@的@@产@@能@@因良率问题无法满足快速增长的@@需求@@@@@@，导致器件@@厂商@@“囤货@@”的@@冲动@@@@。

据@@Trendforce预测@@， 2025年@@新能源@@汽车@@对@@@@SiC衬底@@需求@@或@@将@@达到@@@@@@169万片@@，远超当前供应水平@@。

可以@@预见@@，在@@业内形成稳定且@@较高良率的@@衬底@@规@@模化出货前@@，整个行业@@都将@@持续陷于@@供不应求@@。

也正是@@因此@@@@，“从@@6英寸@@逐渐向@@@@8英寸@@升级@@”成为@@@@SiC衬底@@晶圆的@@一项@@主@@流未来@@趋势@@，为@@进一步提高生产@@效率@@@@，大尺寸@@是@@碳化硅@@@@@@衬底@@制备@@技术@@的@@重要@@发展@@方向@@@@。同时@@@@，业内也将@@这@@一趋势看作@@SiC降低@@@@成本@@的@@一个@@重要@@途径@@。

汽车@@之外@@，SiC市@@场@@空间广阔@@

在@@新能源@@汽车@@之外@@@@，光伏@@、储@@能等@@工业@@应用@@@@依然对@@@@SiC处于@@刚需状态@@，呈现出加速增长的@@趋势@@。

以@@光伏@@市@@场@@为@@例@@@@，光伏@@电站直流端电压等@@级逐渐从@@@@1000V提升@@至@@@@1500V，未来@@有望再提升@@至@@@@@@2000V。大电压环境下@@SiC功率@@器件@@@@的@@@@性能@@优势@@凸显@@。

伴随光伏@@逆变器@@@@出货量的@@快速增长以@@及@@@@SiC功率@@器件@@@@渗透率的@@提升@@@@，光伏@@SiC功率@@器件@@@@市@@场@@将@@迅速成长@@。根据@@@@CASA数据@@@@，2021年@@中@@国光伏@@领域@@第三代@@功率@@半导体@@@@的@@渗透率超过@@@@13%，市@@场@@规@@模约@@@@4.78亿@@元@@，同比@@增长@@56%，预计@@2026年@@光伏@@用@@第三代@@半导体@@市@@场@@空间将@@接近@@20亿@@元@@，五年@@@@CAGR超过@@30%。

传统制造@@业都在@@往@@“节能@@、减碳@@、高效@@”等@@方向@@转型@@发展@@@@，“家电巨头打造第二增长曲线@@+SiC应用@@@@渗透@@”的@@场景蓝图@@也在@@逐步打开@@，SiC器件@@市@@场@@空间广阔@@@@。

而@@未来@@@@SiC产@@能及良率提升@@后@@，车载@@OBC、大功率@@@@变换器@@等@@用@@量@@需求@@也必将@@水涨船高@@。因此@@，从@@产@@业供给需求@@来看@@，目前@@担心产@@能过剩还为@@时@@尚早@@。

结语@@

整体来看@@，近年@@来@@@@随着@@新能源@@汽车@@@@、储@@能等@@市@@场@@的@@增长@@，对@@SiC需求@@呈现出井喷式增长的@@态势@@。

有行业@@调研机构表@@示@@@@，我们跟踪全@@球@@半导体@@制造@@资产@@市@@场@@@@25年@@来@@，从@@未见过任何新技术@@发展@@得如@@此之快@@。尽管@@半导体@@行业@@目前@@正在@@经历低@@迷@@，但@@我们见证了@@SiC的@@强劲增长@@。

借助@@SiC器件@@，全@@球@@功率@@半导体@@@@厂商都看到@@了增长的@@机会@@。扩产@@对@@各大@@@@SiC厂商而@@言@@@@，也是@@抢占市@@场@@@@、争夺客户的@@必由@@之路@@。

纵然产@@能扩充飞速增长@@，但@@从@@供需两侧分析@@和@@行业@@机构的@@预测@@@@来看@@，目前@@需求@@端缺口过于@@巨大@@，SiC的@@大规@@模产@@能扩张短期内并不会出现供应过剩的@@现象@@。

因此@@，面对@@@@SiC行业@@技术@@演进@@和@@市@@场@@机遇@@，行业@@厂商积极涌入@@，在@@充满野心的@@扩产@@计划中@@将@@@@SiC市@@场@@推向@@新的@@高地@@。

(本文@@章@@由@@@@SupplyFrame提供@@, 对@@于@@@@文@@章@@中@@相关的@@分析@@@@、市@@场@@预测@@等@@信息仅供参考@@, 艾睿电子@@@@不对@@任何文@@章@@内的@@资料因不充分@@、不完整或@@未能提供@@特@@定资料产@@生的@@任何损失承担任何责任@@。图@@片及封面由@@摄图@@网@@提供@@@@)

本文@@转载自@@@@：艾睿电子@@@@

三菱电机@@发布@@J3系列@@SiC和@@Si功率@@模块@@@@样品@@@@

judy — Wed, 24 Jan 2024 06:28:37 +0000

三菱电机@@集团近日@@@@@@（2024年@@1月@@23日@@）宣布@@即@@将@@推出六款用@@于@@各种@@电动@@汽车@@@@@@（xEV）的@@新型@@@@J3系列@@功率@@半导体@@@@模块@@@@@@，这@@些@@模块@@采用@@@@碳化硅@@@@@@金属@@氧化物半导体@@场效应晶体管@@@@@@ （SiC-MOSFET）或@@ RC-IGBT （Si）*1，具有@@紧凑的@@设计@@和@@可扩展性@@，可用@@于@@电动@@汽车@@@@@@ （EV）和@@插电式混合动@@力汽车@@@@ （PHEV）的@@逆变器@@@@。所有六款@@J3系列@@产@@品@@@@@@将@@于@@@@@@3月@@25日@@起提供@@样品@@@@。

高效@@转换@@电力的@@功率@@@@半导体@@@@因应脱碳举措而@@扩张和@@多样化@@，对@@可显著降低@@@@功率@@损耗的@@@@SiC功率@@半导体@@@@的@@需求@@@@正在@@增加@@。在@@xEV领域@@，功率@@半导体@@@@模块@@@@广泛用@@于@@功率@@转换@@设备@@，例如@@@@xEV驱动@@@@电机的@@逆变器@@@@@@。除了延长@@xEV的@@续航里程@@外@@，还需要@@紧凑@@、大功率@@@@、高效@@率的@@@@模块@@来进一步实现电池@@和@@@@逆变器@@的@@小型@@化@@@@。此外@@，由@@于@@@@为@@@@xEV设定了很高的@@安全@@标准@@@@，驱动@@@@电机中@@使@@用@@@@的@@功率@@@@半导体@@@@必须比@@一般工业@@应用@@@@中@@@@使@@用@@@@的@@功率@@@@半导体@@@@更可靠@@@@@@。

自@@1997年@@率先开始量产@@@@用@@于@@@@xEV的@@功率@@@@半导体@@@@模块@@@@以@@来@@，三菱电机@@已为@@提高耐热@@循环性等@@可靠@@性并解决逆变器@@小型@@化@@等@@问题的@@@@xEV提供@@了大量功率@@模块@@@@@@，并已搭载在@@各种@@@@EV和@@HEV中@@。

此次@@，三菱电机@@将@@推出配备@@@@SiC-MOSFET或@@RC-IGBT（Si）的@@J3系列@@紧凑型@@模块@@@@，作为@@@@在@@汽车@@@@市@@场@@得到@@广泛应用@@@@的@@@@T-PM的@@最新一代@@产@@品@@@@@@，这@@两种模块@@使@@用@@@@相同的@@封装@@@@，使@@xEV驱动@@@@电机逆变器@@能够进一步缩小尺寸@@@@。此外@@，三菱电机@@拥有覆盖宽容量逆变器@@的@@全@@面功率@@模块@@@@阵容@@，有助于@@延长@@EV和@@PHEV的@@续航里程@@和@@降低@@@@电力成本@@@@，从@@而@@为@@汽车@@电动@@化的@@进一步普及做出贡献@@。

新的@@功率@@@@模块@@@@于@@@@1月@@24日@@至@@@@26日@@在@@日@@本东京国际@@展览中@@心举行的@@第@@38届电子@@研发@@、制造@@和@@封装@@技术@@博览会@@（NEPCON JAPAN 2024）上@@展出@@，以@@及@@北美@@、欧洲@@、中@@国等@@地点@@的@@其@@他@@展览@@。

这@@些@@SiC产@@品@@@@的@@开发得到@@了日@@本新能源@@@@和@@工业@@技术@@开发机构@@（NEDO）的@@部分支持@@@@。

产@@ 品@@ 特@@ 点@@

与@@现有@@产@@品@@@@相比@@@@尺寸@@缩小约@@@@@@@@60%

. J3压注@@模功率@@模块@@@@@@（J3-T-PM）可以@@焊接到@@散热@@@@器上@@@@，与@@可比@@现有@@功率@@模块@@@@@@*2*3相比@@@@，热@@阻降低@@@@约@@@@30%，尺寸@@缩小约@@@@@@60%，有助于@@实现更小@@的@@@@xEV逆变器@@。

. 由@@于@@@@尺寸@@缩小@@，J3-T-PM的@@电感比@@现有@@模块@@@@*2的@@电感小约@@@@@@30%，支持@@高速开关@@。并联使@@用@@@@多个@@J3-T-PM能够进一步降低@@@@电感@@。

SiC-MOSFET可以@@为@@@@@@EV和@@PHEV提供@@更长的@@续航里程@@和@@更低@@的@@电力成本@@@@——使@@用@@@@两种类型@@的@@半导体@@@@188足彩外围@@app ：SiC-MOSFET和@@RC-IGBT（Si）

. 沟槽@@SiC-MOSFET结合@@了低@@损耗和@@高速驱动@@@@@@，使@@逆变器@@体积更小@@功率@@损耗更低@@@@，从@@而@@使@@@@EV和@@PHEV提供@@更长的@@续航里程@@和@@更低@@的@@电力成本@@@@。

. RC-IGBT（Si）采用@@@@了一种新的@@结构@@@@，将@@IGBT和@@续流二极管@@@@（FWD）结合@@在@@一个@@芯片@@上@@@@，用@@于@@更小@@的@@模块@@@@，提高了散热@@@@性能@@@@，有助于@@实现更小@@的@@@@xEV逆变器@@。

具有@@各种@@@@J3-T-PM组合的@@全@@面阵容@@，用@@于@@可扩展的@@@@xEV逆变器@@设计@@

. J3-HEXA-S有三个@@J3-T-PM，J3-HEXA-L有六个@@J3-T-PM，两者都配备@@专有的@@新型@@@@针脚型@@铝散热@@@@片@@，以@@适应@@xEV逆变器@@的@@各种@@设计@@。

. J3-HEXA-L与@@现有@@同类功率@@模块@@@@@@*3相比@@@@，热@@阻降低@@@@了@@约@@@@20%，比@@另一个@@现有同类功率@@模块@@@@@@*4小约@@@@65%，而@@J3-HEXA-S比@@现有@@同类模块@@@@*5小约@@@@60%。

主@@ 要@@ 规@@ 格@@

*1：Reverse conducting IGBT with one IGBT and one diode on a single chip 在@@单个芯片@@上@@使@@用@@@@一个@@@@ IGBT 和@@一个@@二极管@@的@@反向@@传导@@ IGBT

*2：2in1 J系列@@ T-PM(CT300DJH120)

*3：6in1 J1系列@@绝缘基@@板集成@@铝散热@@@@片功率@@模块@@@@@@（CT700CJ1A060-A）

*4：六个相距@@2mm安装的@@@@2in1 J系列@@T-PM（CT300DJH120；64.0x84.0mm[LxW]）

*5：三个相距@@2mm安装的@@@@2in1 J系列@@T-PM（CT300DJH120；64.0x84.0mm[LxW]）

*6：Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment

关于@@@@三菱电机@@@@

三菱电机@@创立于@@@@1921年@@，是@@全@@球@@知名@@的@@综合@@性企业@@。截止@@2023年@@3月@@31日@@的@@财年@@@@，集团营收@@50036亿@@日@@元@@（约@@合美元@@@@373亿@@）。作为@@@@一家技术@@主@@导型@@企业@@，三菱电机@@拥有多项@@专利技术@@@@，并凭借@@强大@@的@@技术@@@@实力和@@良好的@@企业信誉在@@全@@球@@的@@电力设备@@、通信@@设备@@、工业@@自@@动@@化@@、电子@@元器件@@@@、家电等@@市@@场@@占据@@重要@@地位@@。尤其@@在@@@@电子@@元器件@@@@市@@场@@@@，三菱电机@@从@@事开发和@@生产@@半导体@@已有@@60余年@@@@。其@@半导体@@产@@品@@@@更是@@在@@变频家电@@、轨道牵引@@、工业@@与@@新能源@@@@、电动@@汽车@@@@、模拟@@/数字通讯以@@及@@有线@@/无线通讯等@@领域@@得到@@了广泛的@@应用@@@@@@@@。

功率@@电子@@@@器件@@从@@硅@@@@（Si）到@@碳化硅@@@@@@（SiC）的@@过渡@@

judy — Thu, 21 Dec 2023 03:00:22 +0000

众所周知@@，硅@@（Si）材料@@及其@@基@@础上@@的@@技术@@@@方向@@曾经改变了世界@@@@。硅@@材料@@从@@沙子中@@提炼@@，构筑了远比@@沙土城堡更精密复杂的@@产@@品@@@@@@@@。如@@今@@，碳化硅@@@@（SiC）材料@@作为@@@@一种衍生技术@@进入@@了市@@场@@@@——相比@@@@硅@@材料@@@@，它可以@@实现更高功率@@等@@级的@@功率@@@@转换@@@@、更快的@@开关速度@@@@@@、传热@@效率@@上@@也优于@@硅@@材料@@@@。本篇@@188金宝搏@@ 探讨了@@SiC材料@@如@@何提升@@产@@品@@@@性能@@以@@超越基@@于@@@@硅@@材料@@的@@领域@@@@，从@@而@@为@@我们全@@新的@@数字世界@@创造下一代@@解决方案@@@@。

硅@@基@@@@MOSFET、碳化硅@@@@（SiC）MOSFET、氮化镓@@（GaN）HEMT或@@碳化硅@@@@@@（SiC）FET等@@功率@@电子@@@@器件@@是@@用@@于@@众多市@@场@@领域@@的@@@@主@@要@@技术@@构件@@。长期以@@来@@，硅@@一直是@@功率@@电子@@@@应用@@@@中@@@@的@@首选半导体@@材料@@@@。直到@@最近@@@@，由@@于@@@@SiC技术@@性能@@和@@可靠@@性的@@显著提升@@@@，人们开始从@@硅@@转向@@@@@@SiC器件@@。

SiC的@@性能@@优势@@已在@@电动@@@@车@@、白色家电@@、基@@础设施@@、太阳能@@/可再生能源@@@@、数据@@@@中@@心@@等@@多个电力电子@@市@@场@@产@@生深远的@@影响@@。得益于@@更大的@@带隙能量@@（即@@3.3eV，而@@硅@@为@@@@1.1eV——参见图@@@@@@2）和@@更高的@@击穿电压@@，SiC可用@@于@@创建更新颖@@、更高性能@@的@@解决方案@@@@@@。

如@@今@@，制造@@商采用@@@@@@SiC技术@@来开发基@@于@@@@各种@@半导体@@器件@@的@@功率@@@@电子@@@@模块@@@@，如@@双极结型@@晶体管@@（BJT）、结型@@场效应晶体管@@@@（JFET）和@@金属@@氧化物半导体@@场效应晶体管@@@@@@（MOSFET）。在@@接下来的@@章节中@@@@，我们将@@探讨为@@何@@SiC正在@@成为@@@@面向@@未来@@的@@突破性电力电子@@技术@@@@。

1. 采用@@@@SiC vs. Si：优势@@对@@比@@@@

首先@@，SiC MOSFET或@@SiC FET与@@硅@@器件@@相比@@@@@@具有@@若干优势@@@@。SiC更高的@@击穿电压意味着可以@@使@@用@@@@更轻@@薄的@@器件@@@@来支持@@更高的@@电压@@@@。另外@@，SiC相较@@于@@@@硅@@@@的@@其@@它优势@@还包括@@@@@@：

作为@@@@一种宽带隙@@材料@@@@，在@@高温条件下漏电流@@较低@@@@；

更高的@@热@@导率@@@@，有助于@@支持@@高电流@@@@密度@@应用@@@@@@；

更低@@的@@能量@@损耗@@，有助于@@最大@@限度减少功率@@损耗@@；

更高的@@开关频率@@，减小了@@大型@@外围被动@@元器件@@的@@尺寸@@和@@重量@@；

较小的@@裸片@@尺寸@@和@@较低@@寄生电容带来更低@@的@@开关损耗@@，使@@得@@功率@@转换@@器@@能够在@@更高的@@开关频率@@及速度下运行@@@@；

能够在@@更高的@@环境温度下正常工作@@，有助于@@减小散热@@@@器的@@尺寸@@@@。

由@@此@@，我们现在@@@@可以@@看到@@@@SiC器件@@相对@@于@@@@硅@@基@@@@器件@@的@@诸多优势@@@@；这@@也成为@@@@许多@@应用@@@@从@@硅@@转向@@@@@@SiC的@@原因@@。

2. 了解@@SiC的@@电热@@优势@@@@

在@@电力电子@@领域@@@@，如@@何在@@高功率@@应用@@@@中@@@@有效减少或@@最小化功耗损失一直是@@非常重要@@的@@@@。与@@此类似@@，满足极端条件下的@@热@@设计要@@求也是@@非常重要@@的@@@@。SiC不但@@能够满足以@@上@@@@这@@些@@要@@求@@，其@@漏极@@@@-源@@极@@电阻@@（RDS(ON)）比@@硅@@器件@@低@@@@300到@@400倍@@。这@@一品@@质因数@@@@（FOM）是@@生产@@厂家的@@福音@@，基@@于@@@@这@@个@@特@@点@@@@，这@@些@@客户可以@@设计出高效@@率的@@@@电力电子@@设备@@。此外@@，有效裸片面积相同的@@情况下@@@@@@，碳化硅@@@@器件@@@@（SiC）可以@@转换@@的@@功率@@@@等@@级比@@基@@于@@@@硅@@@@（Si）的@@器件@@@@更高@@——换句话说@@@@，碳化硅@@@@器件@@@@（SiC）可以@@用@@更小@@的@@芯片@@尺寸@@实现相同的@@功率@@@@等@@级转换@@@@。

此外@@，SiC具有@@较高的@@电热@@导率@@和@@快速开关@@功能@@，以@@及@@较低@@的@@输出电容与@@@@RDS(ON)。因为@@@@碳化硅@@@@@@（SiC）器件@@可以@@转换@@更高等@@级的@@能量@@并且@@@@理论上@@@@具备更高的@@开关频率@@@@，可以@@帮@@助制造@@商节省系统@@成本@@@@。原因何在@@@@？因为@@@@这@@些@@品@@质因数@@@@（FOM）意味着那些被动@@元器件@@的@@尺寸@@可以@@大大减少@@，例如@@@@：变压器@@、扼流圈和@@电感器等@@磁性部件@@@@，而@@这@@些@@器件@@在@@开关电源@@@@设计@@中@@所有开关电源@@@@设计@@中@@都必不可少的@@@@；所有这@@些@@@@FOM意味着碳化硅@@@@器件@@@@@@（SiC）将@@在@@三相逆变器@@@@、数字电源@@和@@功率@@电子@@@@变换器@@@@（AC/DC和@@DC/DC）等@@应用@@@@中@@@@大有作为@@@@@@。

效率@@是@@各个制造@@商当下所追求@@的@@另一个@@@@FOM。鉴于@@全@@球@@都在@@推进@@“绿色@@”能源@@倡议@@，在@@许多@@应用@@@@中@@@@@@，效率@@也已成为@@@@一个@@关键的@@推动@@因素@@。下文@@中@@的@@@@图@@@@1显示@@了@@SiC相对@@于@@@@硅@@材料@@可实现更高的@@效率@@@@@@；这@@使@@@@其@@成为@@@@@@当今许多@@下一代@@设计中@@的@@@@首选技术@@@@。

图@@1，硅@@（Si）与@@碳化硅@@@@@@（SiC）的@@比@@较@@

SiC等@@宽带隙@@半导体@@技术@@是@@下一代@@高效@@功率@@电子@@@@器件@@的@@理想选择@@（见图@@@@2）。SiC从@@650V电压开始便表@@现出出色的@@电压阻断能力@@，且@@在@@更高电压@@下@@所带来的@@优势@@更为@@显著@@。下一代@@解决方案@@的@@一个@@关键举措是@@@@“绿色@@（即@@高能效@@）”系统@@的@@构建@@。SiC则可提供@@@@这@@种能力@@——其@@宽带隙@@特@@性@@可实现更高的@@功率@@@@@@效率@@@@、更小@@的@@尺寸@@@@、更轻@@的@@重量@@，和@@更低@@的@@总体成本@@@@——即@@相当于@@@@“更环保@@”的@@解决方案@@@@。

图@@2，硅@@（Si）和@@碳化硅@@@@@@（SiC）参数对@@比@@表@@格@@@@

3. 写在@@最后@@@@：一些结论@@@@

现在@@@@，我们对@@@@Si与@@SiC之间@@的@@比@@较@@有了更好的@@理解@@。在@@我们所处的@@全@@新数字世界@@@@，两者在@@诸多应用@@@@中@@@@均占有一席之地@@；然而@@@@，在@@很多@@解决方案@@中@@@@，SiC能够实现更优秀的@@性能@@指标@@。SiC技术@@能够被应用@@@@在@@广泛的@@电力电子@@解决方案@@中@@@@。由@@于@@@@具备较广的@@工作栅极驱动@@@@@@范围@@，在@@高频@@@@DC/DC和@@AC/DC等@@应用@@@@中@@@@采用@@@@@@SiC会带来许多@@优势@@@@。此外@@，在@@电动@@@@车逆变器@@中@@使@@用@@@@@@SiC，更可获得更低@@的@@导通损耗和@@强大@@的@@短路@@处理能力@@。

SiC技术@@的@@不断进步将@@促使@@其@@在@@@@更多应用@@@@中@@@@得到@@推广@@，并开拓其@@它领域@@@@。同时@@@@，封装@@设计的@@进步@@、市@@场@@接受度的@@提高@@，以@@及@@市@@场@@空间的@@快速增长@@，都会进一步助力@@SiC技术@@应用@@@@于@@更多解决方案@@@@。

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本文@@转载自@@@@：Qorvo半导体@@

使@@用@@@@SiC/GaN功率@@半导体@@@@，提高功率@@转换@@效率@@@@@@，无源@@@@188足彩外围@@app 的@@技术@@@@进步很重要@@@@！

judy — Wed, 06 Dec 2023 06:53:39 +0000

为@@加速实现碳中@@和@@@@@@，正在@@实施各种@@电气@@化和@@节能@@化举措@@。

世界@@各国政府以@@及@@各行各业的@@企业正在@@共同努力@@，推进迈向@@碳中@@和@@@@的@@举措@@。人们正在@@从@@能够想到@@的@@多个角度实施脱碳措施@@，例如@@@@使@@用@@@@太阳能@@发电等@@可再生能源@@@@@@，让@@迄今为@@止@@燃烧化石燃料的@@设备实现电气@@化@@，降低@@@@家用@@电器@@@@、IT设备和@@工业@@电机等@@现有设备的@@功耗等@@等@@@@。随着@@越来越多的@@脱碳举措得到@@实施@@，有一个@@半导体@@领域@@的@@@@技术@@创新正在@@迅速加速@@。它就@@是@@@@功率@@半导体@@@@@@。

各个国家和@@地区已经开始将@@碳定价机制作为@@@@制度引入@@，以@@将@@与@@@@业务@@活动@@@@相关的@@温室气体排放转嫁到@@成本@@@@。因此@@，脱碳举措不仅具有@@为@@社会做贡献的@@重要@@意义@@，而@@且@@@@会对@@企业经营的@@成绩单@@——财务报表@@也会产@@生明显的@@数字影响@@。

脱碳举措对@@电子@@行业@@产@@生深远的@@影响@@，催生出势不可挡的@@新一轮半导体@@技术@@更替和@@成长@@，特@@别是@@@@在@@功率@@半导体@@@@领域@@@@，以@@碳化硅@@@@@@（SiC）和@@氮化镓@@@@（GaN）等@@宽禁带@@材料@@替代@@传统硅@@基@@@@器件@@@@。

人类为@@了能在@@未来@@减少温室气体排放@@，时@@隔半个世纪@@，半导体@@材料@@正面临全@@面变革@@！

进一步降低@@@@功耗@@，硅@@基@@@@器件@@遭遇瓶颈@@

功率@@半导体@@@@是@@起到@@对@@电气@@和@@电子@@设备运行所需的@@电力进行管理@@、控制和@@转换@@作用@@的@@半导体@@@@188足彩外围@@app 。它被嵌入功率@@电子@@@@电路当中@@@@，这@@些@@电路包括@@为@@家用@@电器@@和@@@@IT设备稳定提供@@驱动@@@@电力的@@电源@@电路@@、无浪费地传输和@@分配电力的@@电力转换@@电路以@@及@@通过@@可自@@由@@控制的@@扭矩和@@转速高效@@率地驱动@@@@电机的@@电路等@@@@。

功率@@半导体@@@@有@@MOSFET、IGBT、二极管@@等@@各种@@@@188足彩外围@@app 结构@@，根据@@@@用@@途分别使@@用@@@@@@。其@@中@@@@，

MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）

即@@金属@@氧化物半导体@@场效应晶体管@@@@是@@一种起到@@电气@@开关作用@@的@@场效应晶体管@@@@。它由@@@@3层组成@@：金属@@、氧化物和@@半导体@@@@，通过@@向@@称为@@栅极的@@电极施加电压来进行打开和@@关闭@@电流@@的@@动@@作@@。

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）

即@@绝缘栅双极晶体管@@，是@@具有@@将@@@@MOSFET和@@双极晶体管组合后的@@结构@@的@@晶体管@@。其@@特@@点@@是@@同时@@@@具有@@@@MOSFET的@@高速动@@作和@@双极晶体管的@@高耐电压@@、低@@导通电阻的@@特@@点@@@@。

尽管@@结构@@不同@@@@，半个多世纪以@@来一直使@@用@@@@硅@@@@（Si）作为@@@@188足彩外围@@app 材料@@。这@@是@@@@因为@@@@@@Si具有@@良好的@@电气@@特@@性@@@@@@，同时@@@@具有@@易于@@加工成多种@@188足彩外围@@app 结构@@的@@特@@性@@@@@@。

然而@@@@，目前@@Si基@@功率@@半导体@@@@已无法满足进一步降低@@@@多种电气@@和@@电子@@设备功耗所需的@@高水平技术@@要@@求@@。为@@了克服这@@一瓶颈况@@，比@@Si更适合@@作为@@@@功率@@半导体@@@@材料@@的@@碳化硅@@@@@@（SiC）和@@氮化镓@@@@（GaN）等@@新材料@@的@@使@@用@@@@范围正在@@不断扩大@@@@。

SiC和@@GaN在@@击穿电场强度@@（影响耐电压@@）、迁移率@@（影响动@@作速度@@）和@@热@@导率@@@@（影响可靠@@性@@）等@@多个物理特@@性@@上@@具有@@适合@@功率@@半导体@@@@的@@特@@点@@@@。如@@果@@能够开发出发挥@@其@@出众特@@性@@的@@器件@@@@@@，就@@能制造@@出具有@@更高性能@@的@@功率@@@@半导体@@@@@@。

今天@@，基@@于@@@@SiC的@@MOSFET和@@二极管@@@@已经实现了@@产@@品@@@@化@@，并已用@@于@@电动@@汽车@@@@电机驱动@@@@@@逆变器@@和@@@@太阳能@@发电功率@@调节器中@@的@@@@@@DC/AC转换@@器@@等@@@@。

基@@于@@@@GaN的@@HEMT（High Electron Mobility Transistor）也已实现产@@品@@@@化@@。HEMT是@@一种高电子@@迁移率@@的@@场效应晶体管@@@@，能通过@@连接@@不同@@性质的@@半导体@@并诱导高迁移率@@电子@@来实现高速开关@@。目前@@，氮化镓@@HEMT已用@@于@@超小型@@@@PC的@@AC转换@@器@@和@@智能手机充电@@器@@等@@@@。

然而@@@@，要@@充分发挥@@出@@SiC/GaN的@@潜力@@@@，离不开电容器和@@电感器等@@无源@@@@@@188足彩外围@@app 的@@同步发展@@@@。

发挥@@SiC/GaN潜力@@，无源@@@@188足彩外围@@app 不可或@@缺@@

仅通过@@单纯地替换现有电力电子@@电路中@@的@@@@@@Si基@@188足彩外围@@app 无法充分发挥@@基@@于@@@@新材料@@制造@@的@@功率@@@@半导体@@@@的@@潜力@@@@@@。这@@是@@@@因为@@@@@@组成电力电子@@电路的@@其@@他@@半导体@@@@IC、无源@@@@188足彩外围@@app 甚至@@控制软件都是@@在@@以@@使@@用@@@@@@Si基@@功率@@半导体@@@@为@@前提的@@情况下@@开发和@@选择的@@@@。为@@了有效利用@@@@基@@于@@@@新材料@@的@@功率@@@@半导体@@@@@@，这@@些@@周边@@188足彩外围@@app 也需要@@重新开发和@@重新选择@@。

使@@用@@@@GaN基@@功率@@半导体@@@@的@@@@AC/DC转换@@器@@（用@@于@@数据@@@@中@@心@@服务器等@@@@）电路示例@@

例如@@@@，在@@采用@@@@了为@@降低@@@@数据@@@@中@@心@@服务器的@@功耗而@@引进的@@@@GaN HEMT的@@AC/DC 转换@@器@@电路中@@@@，使@@用@@@@了多个@@GaN HEMT（上@@图@@@@）。

利用@@@@GaN HEMT可以@@在@@高电压时@@进行高速开关的@@特@@性@@@@@@，可以@@提高功率@@电子@@@@电路的@@开关频率@@（动@@作频率@@）。在@@动@@作频率@@较高的@@电路中@@@@，电路中@@内置的@@电容器和@@电抗器信号@@处理电路中@@的@@@@电感器的@@电抗值@@可以@@很小@@。一般来说@@@@，低@@电抗@@188足彩外围@@app 的@@尺寸@@较小@@，因此@@可以@@让@@电路板更小@@并提高功率@@密度@@@@。同样@@，在@@驱动@@@@电动@@汽车@@@@的@@电机的@@逆变器@@@@电路等@@当中@@也可以@@通过@@引入@@SiC MOSFET实现周边@@188足彩外围@@app 小型@@化@@，进而@@实现@@逆变器@@电路整体的@@小型@@化@@和@@轻量化@@@@。

另一方面@@@@，在@@高电压时@@进行高速开关的@@电源@@会产@@生高水平的@@噪声@@，这@@可能会对@@周边设备的@@动@@作产@@生不利影响@@。采用@@@@SiC或@@GaN功率@@半导体@@@@构建的@@电源@@在@@更高频@@率下进行开关@@，所以@@进一步增加了风险@@。因此@@，需要@@比@@使@@用@@@@以@@前的@@电力电子@@电路时@@更加严格@@的@@噪声对@@策@@。在@@这@@种情况下@@，需要@@使@@用@@@@设计用@@于@@高电压@@、大电流@@@@和@@高频@@电路的@@静噪@@188足彩外围@@app ，而@@不是@@用@@于@@以@@前的@@电路的@@静噪@@188足彩外围@@app 。

除此之外@@，对@@于@@@@在@@无源@@@@@@188足彩外围@@app 当中@@也属于@@特@@别笨重的@@@@188足彩外围@@app 的@@变压器@@@@，也需要@@在@@@@更高频@@率下工作@@的@@小型@@变压器@@@@。现在@@@@已经开发出了以@@使@@用@@@@基@@于@@@@@@SiC和@@GaN的@@功率@@@@半导体@@@@为@@前提的@@薄型@@平面@@变压器@@等@@@@，并且@@@@已经投入市@@场@@@@。

不仅关注@@功率@@半导体@@@@@@，关注@@周边@@188足彩外围@@app 的@@进步同样@@重要@@@@！

迄今为@@止@@，多种类型@@的@@半导体@@@@（不仅仅是@@功率@@半导体@@@@@@）都是@@使@@用@@@@以@@@@Si为@@基@@础制成的@@@@。因此@@，许多@@现有的@@电子@@@@188足彩外围@@app 都默认是@@以@@与@@@@Si基@@半导体@@组合使@@用@@@@为@@前提进行开发的@@@@。为@@了充分发挥@@采用@@@@新材料@@制成的@@功率@@@@半导体@@@@的@@效果@@，不仅需要@@在@@@@现有@@188足彩外围@@app 中@@寻找更好的@@@@188足彩外围@@app ，而@@且@@@@可能需要@@开发满足新技术@@要@@求的@@新@@188足彩外围@@app 。

按@@188足彩外围@@app 材料@@和@@结构@@划分的@@功率@@@@半导体@@@@分布@@

一般来说@@@@，在@@Si基@@功率@@半导体@@@@中@@@@，呈现可以@@应对@@更高电压@@和@@更大电流@@@@的@@@@188足彩外围@@app 的@@动@@作速度更低@@的@@趋势@@（上@@图@@@@）。因此@@，能够应对@@高电压和@@大电流@@@@的@@小型@@电容器和@@电抗器并不齐全@@@@。

此外@@，在@@能够在@@高温下稳定工作的@@@@SiC基@@功率@@半导体@@@@当中@@@@，有将@@散热@@@@系统@@简化以@@减小尺寸@@和@@重量并降低@@@@成本@@的@@趋势@@。在@@这@@些@@情况下@@，无源@@@@188足彩外围@@app 在@@高温环境下也需要@@确保高可靠@@性@@。

在@@功率@@半导体@@@@领域@@引入新材料@@是@@对@@半个多世纪以@@来针对@@@@Si材料@@进行优化@@的@@电气@@电子@@生态系统@@@@进行根本性变革的@@重大动@@向@@@@。针对@@新材料@@进行优化@@的@@周边电子@@@@188足彩外围@@app 的@@进步也非常值@@得关注@@@@。

文@@章@@来源@@@@@@：Murata村田中@@国@@

英飞凌@@谈八英寸@@@@SiC，将@@要@@到@@来@@

judy — Mon, 20 Nov 2023 02:53:56 +0000

来源@@@@：内容来自@@@@半导体@@行业@@观察@@（ID：icbank）综合@@，谢谢@@。

英飞凌@@科技公司@@绿色@@工业@@电力部门总裁@@ Peter Wawer 表@@示@@，英飞凌@@科技公司@@已在@@菲拉赫工厂制备@@ 200 毫米@@（8 英寸@@）碳化硅@@@@晶圆@@的@@电气@@样品@@@@，并正在@@考虑进军氢能业务@@@@。

在@@接受@@ EeNews Europe 采访时@@@@，英飞凌@@的@@@@ Wawer 谈到@@了@@ SiC 对@@于@@@@该@@部门发展@@的@@重要@@性@@、最新的@@@@ 3300V 模块@@和@@@@制造@@策略@@。与@@此同时@@@@@@，该@@公司@@正在@@将@@其@@位于@@马来西亚居林的@@工厂扩建@@200毫米@@，旨在@@建设世界@@上@@最大@@的@@@@200毫米@@晶圆厂@@。这@@是@@@@一个@@重大挑战@@，因为@@@@ 200mm SiC 晶圆很难生产@@@@。

这@@是@@@@由@@工业@@驱动@@@@和@@电网@@基@@础设施@@能源@@效率@@的@@推动@@推动@@的@@@@。

Peter Wawer 表@@示@@：“当我@@ 2016 年@@接手时@@@@，业务@@以@@工业@@领域@@为@@主@@@@，这@@意味着@@自@@动@@化和@@驱动@@@@@@，我们非常关注@@电源@@@@、开关和@@@@驱动@@@@@@。然后@@我们意识到@@@@，巨大的@@增长机会来自@@@@可再生能源@@@@@@、能源@@发电@@、太阳能@@和@@风能@@，尤其@@是@@光伏@@发电@@ (PV)。今年@@安装了@@ 350GW，这@@是@@@@一个@@令人难以@@置信的@@数字@@，但@@基@@础设施@@需要@@增长@@。然后@@，电动@@汽车@@@@开始增长以@@及@@对@@充电@@基@@础设施@@的@@需求@@@@@@，这@@对@@@@ GIP 来说@@是@@一个@@非常好的@@机会@@。”

“随着@@这@@些@@推动@@增长并成为@@@@业务@@的@@相关部分@@，重命名@@向@@利益相关者发出了一个@@信息@@，并反映了增长的@@来源@@@@@@。这@@产@@生了比@@我预期更多的@@积极势头@@，这@@被@@认为@@@@是@@在@@做很酷的@@事情@@。”

该@@业务@@于@@@@ 2023 年@@ 4 月@@由@@工业@@功率@@控制@@ (IPC) 更名@@而@@来@@，大部分@@业务@@基@@于@@@@现有的@@硅@@@@ IGBT 功率@@技术@@@@，部分部件@@运行电压高达@@@@ 3300V，正在@@向@@碳化硅@@@@@@ (SiC) 发生重大转变@@。

“我们很早就@@意识到@@@@ SiC 将@@是@@一个@@相关主@@题@@，”Wawer 说@@。22 年@@前的@@@@ 2001 年@@，我们比@@@@ Cree 早两个月@@推出了首款@@ SiC 二极管@@，从@@那时@@起@@，它就@@一直处于@@高性能@@领域@@@@。我们的@@早期开发是@@围绕@@ JFET 进行的@@@@，因为@@@@栅极氧化物可靠@@性问题使@@我们认为@@@@这@@是@@@@正确的@@出路@@。随后@@ SiC MOSFET 面世@@，英飞凌@@在@@这@@方面@@起步较晚@@。事后看来@@，我们应该@@早点@@加强活动@@@@@@。我们知道缺陷密度@@非常棘手@@，我们只会将@@具有@@客户所需的@@高可靠@@性水平的@@产@@品@@@@@@推向@@市@@场@@@@。

“由@@于@@@@我们起步较晚@@，所以@@我们选择了沟槽@@结构@@@@，因此@@经过几年@@的@@@@紧张开发@@，我们在@@五年@@@@前将@@其@@推向@@市@@场@@@@。我们制定了一项@@测试计划@@，能够在@@有缺陷的@@设备交付给客户之前将@@其@@移除@@。这@@些@@类型@@的@@缺陷可能会在@@现场生长@@，从@@而@@影响现场的@@可靠@@性@@。每年@@@@ 50% 至@@ 60% 的@@复合增长证明@@我们拥有非常有竞争力的@@技术@@@@和@@重要@@的@@相关产@@品@@@@组合@@，它使@@产@@品@@@@种类繁多@@。

IGBT 非常适合@@@@。我们的@@大部分@@收入来自@@@@@@ IGBT，并且@@@@没有下降@@。对@@于@@@@ SIC 的@@快速开关@@应用@@@@@@，开关损耗比@@@@ IGBT 低@@得多@@，例如@@@@ 80%。但@@ SiC 的@@价格@@更高@@。

“我们现在@@@@采用@@@@的@@是@@@@ 6 英寸@@晶圆@@，而@@ 8 英寸@@晶圆@@将@@在@@本十年@@内问世@@。我们在@@工厂里拥有了第一个@@机械样品@@@@，我们很快就@@会将@@它们变成电气@@样品@@@@。” （We are on 6in wafer today and 8in will come in this decade. We have the first mechanical samples in the fab and we are turning them into electrical samples soon）

大部分@@开发资源@@@@正在@@转向@@@@宽带隙@@技术@@@@，包括@@ SiC 和@@氮化镓@@@@ (GaN)。

“我们预计@@@@，这@@十年@@全@@球@@每年@@@@对@@电网@@的@@投资将@@翻一番@@，达到@@@@ 3000 亿@@欧元@@，达到@@@@ 6000 亿@@欧元@@，在@@这@@一领域@@@@，我们看到@@基@@于@@@@@@ IGBT 的@@需求@@@@不断增长@@，但@@现在@@@@@@客户也在@@关注@@@@ SiC。我们已经在@@讨论高功率@@@@ GaN，但@@目前@@还没有明显的@@前进方向@@@@。”

SiC的@@批量市@@场@@目前@@高达@@@@1200V，但@@英飞凌@@还开发了@@3300V SiC部件@@。

“火车牵引市@@场@@@@，我们看到@@了对@@@@ SiC 的@@需求@@@@，以@@提高能源@@效率@@和@@恢复的@@运营成本@@@@，以@@及@@通过@@改变频率来降低@@@@噪音以@@及@@节省空间和@@重量@@，这@@是@@@@非常有价值@@的@@@@。我们正在@@向@@客户提供@@第一个@@@@ 3.3kV 模块@@的@@@@样品@@@@。”

“SiC 渗透到@@每一个@@应用@@@@程序及其@@开发中@@@@，只有@@与@@客户密切合作@@才能发现@@。我们现在@@@@为@@@@ SIC 提供@@了缩小路径和@@降低@@@@成本@@的@@机会@@，但@@这@@并不是@@与@@硅@@@@ IGBT 的@@同类比@@较@@。”

“在@@系统@@方面@@，SiC 在@@某些应用@@@@中@@@@提供@@了巨大的@@成本@@优势@@@@。如@@果@@你看看纯粹的@@未封装@@芯片@@@@，那么@@在@@可预见的@@未来@@@@@@，它的@@成本@@仍然会更高@@。12英寸@@IGBT晶圆具有@@巨大的@@规@@模经济性@@，而@@且@@@@SiC原材料@@成本@@较高@@。外延@@层也是@@工艺成本@@的@@重要@@组成部分@@，因此@@ SiC 晶圆总是@@比@@硅@@晶圆更昂贵@@。

工业@@氮化镓@@@@

“我们非常密切地关注@@来自@@@@@@ 650V 领域@@的@@@@ GaN，据@@我所知@@，第一批@@ 1200V 器件@@是@@在@@蓝宝石上@@@@。”

GaN 业务@@属于@@电源@@@@、传感器@@系统@@部门@@，该@@部门将@@吸收最近@@@@ GaN Systems 的@@收购@@@@。

“我们与@@@@ PSS 密切合作@@，并向@@客户提供@@样品@@@@，我们看到@@了对@@@@模块@@的@@@@兴趣@@，并且@@@@我们有原型@@@@。肯定会有@@兴趣@@ 对@@我们@@ GIP 来说@@最重要@@的@@无疑是@@@@ SIC。

由@@我们来做正确的@@预测@@@@@@，公司@@对@@投资做出判断@@，然后@@我们必须执行我们的@@预测@@@@@@。如@@果@@我们要@@求更多@@，我们有一个@@公平的@@份额流程@@，调查各部门的@@历史和@@盈利能力@@。这@@意味着@@我可以@@向@@客户承诺的@@数量是@@可靠@@的@@@@。”

“我们确实在@@将@@公司@@发展@@到@@极限@@，我们在@@各地进行投资@@，在@@德累斯顿的@@模块@@@@ 4 上@@投资了@@ 50 亿@@欧元@@，我们继续投资菲拉赫的@@@@ 12 英寸@@工厂@@，并将@@传统硅@@转换@@为@@碳化硅@@@@@@。

“从@@战略@@角度来看@@，Kulim 是@@完美的@@@@，因为@@@@它是@@@@ 8 英寸@@，而@@ SiC 将@@从@@@@ 6 英寸@@过渡到@@@@@@ 8 英寸@@，这@@就@@是@@@@@@ Kulim 非常适合@@@@的@@原因@@@@。我们在@@菲拉赫有实实在@@在@@的@@销量@@，而@@在@@居林我们有第二个采购来源@@@@@@，”他说@@@@。“总体而@@言@@@@，欧盟芯片@@法案@@非常积极@@，”他说@@@@。“美国和@@亚洲都有@@ IRA 和@@ CHIPS 法案@@，大量资金从@@政府流入这@@些@@行业@@@@，欧盟看到@@了这@@一点@@并从@@政治角度支持@@它@@，对@@此@@我们表@@示@@赞赏@@。我们并不天真@@，我们知道事情进展缓慢@@@@。”

电网@@基@@础设施@@更新的@@需求@@@@也更加迫切@@。

“我们的@@行动@@太慢了@@，但@@意愿和@@良好意愿是@@存在@@的@@@@。建设基@@础设施@@需要@@几十年@@的@@@@时@@间@@，我们必须加快步伐@@，我们需要@@有更长远的@@愿景并以@@此为@@基@@础@@，例如@@@@在@@德国@@，有计划将@@风能从@@北方带到@@南方@@，但@@我们远远落后于@@计划@@。”

“我们接下来关注@@的@@是@@氢和@@燃料电池@@的@@电解槽@@。该@@行业@@正在@@尝试@@，如@@果@@还没有商业案例@@，那么@@让@@我们考虑明天并利用@@@@天然气@@网@@格@@基@@础设施@@@@。这@@些@@事情将@@会到@@来@@，客户的@@兴趣确实存在@@@@，随着@@它开始发展@@@@，我们希望尽早介入@@，”他说@@@@。

德国博世@@ (Bosch) 正在@@开始量产@@@@燃料电池@@业务@@@@，首席执行官@@ Jochen Hanebeck 的@@目标是@@到@@@@ 2030 年@@将@@公司@@收入从@@目前@@的@@@@@@ 160 亿@@美元@@@@增加到@@@@ 300 亿@@美元@@@@。SiC 和@@ GaN 是@@“30 by 30”的@@关键技术@@@@' 战略@@。

原文@@链接@@：https://www.eenewseurope.com/en/the-greening-of-infineon/

三菱电机@@与@@@@Nexperia合作开发@@SiC功率@@半导体@@@@

judy — Tue, 14 Nov 2023 03:31:59 +0000

三菱电机@@集团近日@@@@@@（2023年@@11月@@13日@@）宣布@@，将@@与@@@@Nexperia B.V. 建立战略@@合作伙伴关系@@，共同开发面向@@电力电子@@市@@场@@的@@碳化硅@@@@@@（SiC）功率@@半导体@@@@。三菱电机@@将@@利用@@@@其@@宽禁带半导体@@技术@@为@@@@Nexperia开发和@@供应@@SiC MOSFET芯片@@，用@@于@@其@@开发@@SiC分立@@器件@@@@。

全@@球@@范围内的@@电动@@汽车@@@@@@市@@场@@正在@@不断扩大@@@@，有望推动@@@@SiC功率@@半导体@@@@的@@指数级增长@@，与@@传统硅@@功率@@半导体@@@@相比@@@@@@，SiC功率@@半导体@@@@具有@@更低@@的@@损耗@@、更高的@@工作温度和@@更快的@@开关速度@@@@@@@@。SiC功率@@半导体@@@@的@@高效@@率有望为@@全@@球@@脱碳和@@绿色@@转型@@做出重大贡献@@。

三菱电机@@在@@高速列车@@、高压工业@@应用@@@@和@@家用@@电器@@等@@领域@@占据@@先端地位@@， 2010年@@推出了用@@于@@空调的@@@@SiC功率@@模块@@@@， 2015年@@成为@@@@新干线子弹头列车全@@@@SiC功率@@模块@@@@的@@首家供应商@@@@。三菱电机@@在@@开发和@@制造@@@@SiC功率@@半导体@@@@方面积累了丰厚的@@专业技术@@@@，生产@@的@@@@SiC功率@@模块@@@@以@@其@@高性能@@和@@高可靠@@性而@@闻名@@@@。

展望未来@@@@，三菱电机@@希望加强与@@@@Nexperia的@@合作伙伴关系@@。Nexperia在@@各种@@分立@@器件@@@@的@@设计@@@@、制造@@、品@@质保证和@@供应方面拥有数十年@@经验@@。Nexperia器件@@用@@于@@@@汽车@@@@、工业@@、移动@@和@@消费@@市@@场@@@@，为@@低@@碳和@@可持续发展@@做出贡献@@。三菱电机@@将@@继续提高其@@@@SiC芯片@@的@@性能@@和@@质量@@，并专注@@于@@功率@@模块@@@@的@@开发@@。

Nexperia双极性分立@@器件@@@@事业部高级副总裁兼总经理@@Mark Roeloffzen表@@示@@：“与@@三菱电机@@的@@这@@种互惠互利战略@@伙伴关系代@@表@@着@@Nexperia在@@碳化硅@@@@的@@发展@@道路上@@迈出了重要@@一步@@。三菱电机@@作为@@@@技术@@成熟的@@@@SiC器件@@和@@模块@@供应商@@@@，有着良好的@@业绩记录@@。结合@@Nexperia在@@分立@@器件@@@@产@@品@@@@和@@封装@@方面的@@高质量@@标准@@和@@专业知识@@，我们一定会在@@两家公司@@之间@@产@@生积极的@@协同效应@@——最终使@@我们的@@客户能够在@@他们所服务的@@工业@@@@、汽车@@或@@消费@@市@@场@@中@@提供@@高能效的@@产@@品@@@@@@@@。”

三菱电机@@半导体@@执行官@@兼集团总裁@@@@Takemi Masayoshi表@@示@@：“Nexperia是@@工业@@领域@@的@@@@领先企业@@，拥有成熟且@@高质量的@@分立@@半导体@@制造@@技术@@@@。我们很高兴能达成这@@种共同开发合作伙伴关系@@，这@@将@@充分利用@@@@两家公司@@的@@半导体@@技术@@@@。”

关于@@@@Nexperia

Nexperia（安世半导体@@@@）总部位于@@荷@@兰@@，是@@一家在@@欧洲@@拥有丰富悠久发展@@历史的@@全@@球@@性半导体@@公司@@@@，目前@@在@@欧洲@@@@、亚洲和@@美国共有@@15,000多名@@员工@@。作为@@@@基@@础半导体@@器件@@开发和@@生产@@的@@@@领跑者@@，Nexperia（安世半导体@@@@）的@@器件@@@@被广泛应用@@@@于@@汽车@@@@、工业@@、移动@@和@@消费@@等@@多个应用@@@@领域@@@@，几乎为@@世界@@上@@所有电子@@设计的@@基@@本功能提供@@支持@@@@@@。

Nexperia（安世半导体@@@@）为@@全@@球@@客户提供@@服务@@，每年@@@@的@@产@@品@@@@@@出货量超过@@@@1,000亿@@件@@。这@@些@@产@@品@@@@在@@效率@@@@（如@@工艺@@、尺寸@@、功率@@及性能@@@@）方面成为@@@@行业@@基@@准@@，获得广泛认可@@。Nexperia（安世半导体@@@@）拥有丰富的@@@@IP产@@品@@@@组合和@@持续扩充的@@产@@品@@@@@@范围@@，并获得了@@IATF 16949、ISO 9001、ISO 14001和@@ISO 45001标准@@认证@@，充分体现了公司@@对@@于@@@@创新@@、高效@@、可持续发展@@和@@满足行业@@严苛要@@求的@@坚定承诺@@。

关于@@@@三菱电机@@@@功率@@半导体@@@@@@

三菱电机@@将@@功率@@器件@@@@业务@@定位为@@我们的@@主@@要@@增长业务@@之一@@，通过@@推出更多解决方案@@来应对@@碳中@@和@@@@等@@社会挑战@@，帮@@助实现可持续发展@@社会@@。三菱电机@@提供@@的@@功率@@@@半导体@@@@产@@品@@@@@@，在@@汽车@@@@、家用@@电器@@、工业@@设备@@和@@铁路牵引等@@各种@@应用@@@@中@@@@实现了@@显著的@@节能@@@@。公司@@将@@继续适时@@对@@功率@@半导体@@@@事业进行战略@@投资@@，以@@实现稳健的@@业务@@增长@@。

利用@@@@SiC提高住宅太阳能@@系统@@@@性能@@的@@几个关键点@@@@

judy — Tue, 07 Nov 2023 09:26:37 +0000

预计@@在@@未来@@五年@@@@@@，住宅太阳能@@系统@@@@的@@数量将@@大幅增长@@。太阳能@@系统@@@@能为@@家庭提供@@清洁和@@绿色@@的@@能源@@@@，用@@于@@为@@家用@@电器@@供电@@，为@@电动@@汽车@@@@充电@@@@，甚至@@将@@多余的@@电力输送至@@电网@@@@。有了太阳能@@系统@@@@@@，即@@使@@发生电网@@故障@@，也不用@@担心@@。本文@@介绍了住宅太阳能@@系统@@@@的@@主@@要@@组成部分@@，并建议采用@@@@安森美@@@@ (onsemi) 的@@电源@@方案方案来提高太阳能@@系统@@@@的@@效率@@@@@@、可靠@@性和@@成本@@优势@@@@。 住宅太阳能@@逆变器@@@@系统@@概述@@ 住宅太阳能@@逆变器@@@@系统@@中@@包括@@了产@@生可变直流电压的@@光伏@@面板阵列@@。升压转换@@器@@使@@用@@@@@@“最大@@功率@@@@点@@跟踪@@”(MPPT) 方法@@（根据@@@@阳光的@@强度和@@方向@@优化@@能量采集@@），将@@可变直流电压提升@@到@@更高的@@直流链路电压@@。然后@@，单相@@ DC/AC 逆变器@@将@@直流链路电压@@（通常@@<600VDC）转换@@为@@交流电压@@（120至@@240V），然后@@连接@@到@@负载或@@电网@@@@。住宅太阳能@@逆变器@@@@类型@@多样@@，但@@最常见的@@两种是@@微型@@逆变器@@和@@@@组串式逆变器@@@@。微型@@逆变器@@太阳能@@系统@@@@使@@用@@@@多个@@DC/AC逆变器@@，每个逆变器@@连接@@到@@一个@@光伏@@面板@@，通常@@可产@@生高达@@@@1kW的@@输出功率@@@@。组串式逆变器@@系统@@将@@来自@@@@多个并行的@@光伏@@面板的@@输入相结合@@@@。然而@@@@，连接@@几个太阳能@@电池@@板的@@组串式逆变器@@的@@效率@@@@不如@@微型@@逆变器@@系统@@@@@@，因为@@@@如@@果@@其@@中@@@@一个@@面板接收的@@光比@@串联的@@其@@他@@面板少@@，则整个系统@@输出都会受到@@影响@@。但@@成本@@会比@@每个面板都配备@@一个@@逆变器@@的@@微型@@逆变器@@系统@@@@便宜@@。

图@@ 1：微型@@逆变器@@系统@@@@（左@@）和@@组串式逆变器@@系统@@@@（右@@）的@@框图@@@@@@

功率@@优化@@器@@（集成@@MPPT的@@DC−DC转换@@器@@）有助于@@提高组串式逆变器@@系统@@的@@效率@@@@@@。它将@@光伏@@面板的@@可变直流电压转换@@为@@固定直流电压@@，使@@得@@单个面板的@@低@@光伏@@输出不会影响整体效率@@@@。 电池@@储@@能系统@@@@@@ 电池@@储@@能系统@@@@@@ (BESS) 对@@住宅太阳能@@系统@@@@至@@关重要@@@@。大多数情况下@@，能量的@@采集发生在@@用@@电需求@@最低@@的@@时@@候@@，即@@白天@@人们不在@@家时@@@@。使@@用@@@@电池@@储@@存能量@@，就@@可以@@在@@需要@@时@@@@（晚上@@@@人们在@@家时@@@@）灵活用@@电@@。双向@@@@转换@@器@@将@@@@BESS连接@@到@@太阳能@@系统@@@@@@。白天@@，当光伏@@面板发电时@@@@，转换@@器@@为@@电池@@组充电@@@@。晚上@@@@，当面板不发电时@@@@，双向@@@@转换@@器@@会将@@电池@@中@@储@@存的@@能量@@释放出来@@，用@@于@@驱动@@@@负载@@。

图@@ 2：连接@@到@@太阳能@@系统@@@@@@的@@电池@@储@@能系统@@@@@@@@ (BESS)

DC−DC升压变换器@@@@ 单升压@@DC-DC变换器@@是@@住宅系统@@中@@最常见的@@非隔离拓扑结构@@@@@@@@，而@@反激式变换器@@常用@@于@@需要@@隔离的@@情况@@。这@@两种拓扑结构@@@@成本@@较低@@@@，并且@@@@外形@@小巧@@。 DC-AC变换器@@ 逆变器@@可以@@使@@用@@@@多种拓扑结构@@@@构建@@，例如@@@@采用@@@@安森美@@@@NXH75M65L4Q1 H6.5 IGBT模块@@的@@@@逆变器@@@@@@。该@@设计不需要@@变压器@@@@，降低@@@@了@@整个系统@@的@@重量@@、尺寸@@和@@成本@@@@。该@@拓扑结构@@@@解决了由@@共模@@ (CM) 电压作用@@于@@光伏@@阵列的@@寄生电容引起的@@漏电流@@问题@@。

图@@ 3：H6.5 拓扑结构@@@@适用@@于@@@@住宅太阳能@@逆变器@@@@@@

双向@@@@DC−DC变换器@@ 双向@@@@DC-DC变换器@@对@@储@@能系统@@@@中@@的@@@@电池@@进行充电@@和@@放电@@。这@@通常@@使@@用@@@@谐振@@CLLC或@@双有源@@桥或@@者@@搭配简单的@@@@buck-boost隔离拓扑结构@@@@@@。它支持@@广泛的@@输入和@@输出电压@@，并使@@用@@@@零电压开关@@ (ZVS) 来提高效@@率@@。此外@@还将@@通过@@电池@@组与@@光伏@@面板隔离来保障安全@@性@@。 用@@于@@太阳能@@系统@@@@的@@@@IGBT 安森美@@提供@@用@@于@@住宅太阳能@@系统@@@@的@@@@600V和@@650V IGBT。这@@些@@IGBT采用@@@@了窄台面@@、宽沟槽@@@@Field Stop 4(FS4) 技术@@，提供@@闩锁抗扰度和@@更小@@的@@栅极电容@@。场截止@@层能够提高@@耐压能力并且@@@@减少漂移层厚度@@，反过来也可以@@减少导通和@@开关损耗@@。

图@@ 4：用@@于@@太阳能@@系统@@@@的@@@@安森美@@功率@@半导体@@@@@@

碳化硅@@@@进一步提高了住宅太阳能@@系统@@@@的@@性能@@@@ 碳化硅@@@@ (SiC) 器件@@能够给住宅太阳能@@系统@@@@带来更小@@尺寸@@@@的@@逆变器@@@@@@，同时@@@@提供@@比@@硅@@基@@@@器件@@更好的@@性能@@@@。安森美@@650V EliteSiC分立@@MOSFET在@@不同@@@@VGS和@@温度上@@都具有@@低@@@@RDS(ON)，我们建议使@@用@@@@负栅极电压来驱动@@@@@@，这@@不仅提高了抗噪性能@@@@，也避免了在@@桥式拓扑结构@@@@中@@@@使@@用@@@@时@@的@@导通错误@@。

图@@ 5：SiC 器件@@可以@@提高住宅太阳能@@逆变器@@@@的@@性能@@@@

加速工程师设计住宅太阳能@@系统@@@@@@ 安森美@@提供@@广泛的@@产@@品@@@@@@和@@工具@@组合@@，有助于@@简化太阳能@@系统@@@@的@@组件选择@@，包括@@SECO−HVDCDC1362−40 W−GEVB 40 W SiC高压辅助电源@@等@@参考设计@@@@。其@@中@@@@包括@@加快产@@品@@@@开发所需的@@各种@@资源@@@@@@（用@@户手册@@、物料清单@@、Gerber文@@件@@等@@@@）。安森美@@还可为@@希望执行更进阶的@@系统@@评估@@和@@开发的@@系统@@设计者提供@@@@SPICE模型@@@@。文@@章@@来源@@@@@@：安森美@@

SiC主@@驱逆变器@@@@让@@电动@@汽车@@@@延长@@5%里程的@@秘诀@@

judy — Tue, 24 Oct 2023 06:43:16 +0000

本文@@作者@@@@：安森美@@汽车@@主@@驱解决方案@@高级产@@品@@@@线经理@@ Jonathan Liao

不断增长的@@消费@@需求@@@@、持续提高的@@环保意识@@/环境法规@@约@@束@@，以@@及@@越来越丰富的@@可选方案@@，都在@@推动@@着人们选用@@电动@@汽车@@@@@@ (EV)，令电动@@汽车@@@@日@@益普及@@。高盛近期的@@一项@@研究显示@@@@，到@@ 2023 年@@，电动@@汽车@@@@销量将@@占全@@球@@汽车@@销量的@@@@ 10%；到@@ 2030 年@@，预计@@将@@增长至@@@@ 30%；到@@ 2035 年@@，电动@@汽车@@@@销量将@@有可能占全@@球@@汽车@@销量的@@一半@@。然而@@@@，“里程焦虑@@”，也就@@是@@@@担心充一次电后行驶里程不够长@@，则是@@影响电动@@汽车@@@@普及的@@主@@要@@障碍之一@@。克服这@@一问题的@@关键是@@在@@不显著增加成本@@的@@情况下@@延长车辆行驶里程@@。本文@@阐述了如@@何在@@主@@驱逆变器@@@@中@@使@@用@@@@碳化硅@@@@@@ (SiC) 金属@@氧化物半导体@@场效应晶体管@@@@ (MOSFET) 将@@电动@@汽车@@@@的@@续航里程@@延长多达@@ 5%。另外@@，文@@中@@还讨论了为@@什么一些原始设备制造@@商@@ (OEM) 不愿意从@@硅@@基@@@@绝缘栅双极晶体管@@ (IGBT) 过渡到@@@@ SiC 器件@@，以@@及@@安森美@@@@ (onsemi) 为@@缓解@@ OEM 的@@担忧同时@@@@提升@@@@ OEM 对@@这@@种成熟的@@宽禁带半导体@@技术@@的@@信心所做的@@努力@@。

1. 汽车@@主@@驱逆变器@@@@设计趋势@@

电动@@汽车@@@@中@@的@@@@主@@驱@@（主@@）逆变器@@将@@直流电池@@电压转换@@为@@交流电压@@@@，从@@而@@满足电动@@牵引电机对@@交流电压的@@需求@@@@@@，令其@@能够顺利驱动@@@@车辆@@。主@@驱逆变器@@@@设计的@@最新趋势包括@@@@：

增加功率@@@@：逆变器@@的@@功率@@@@输出越大@@，车辆加速越快@@，对@@驾驶员的@@响应也越快@@。

效率@@最大@@化@@：最大@@限度地减少逆变器@@消耗的@@电量@@，以@@增加用@@来驱动@@@@车辆的@@功率@@@@@@。

提高电压@@：直到@@最近@@@@，400V 电池@@一直都是@@电动@@汽车@@@@中@@最常见的@@规@@格@@@@，但@@汽车@@行业@@正在@@向@@@@ 800V 发展@@，以@@减小电流@@@@、电缆厚度和@@重量@@。为@@此@@，电动@@汽车@@@@中@@的@@@@主@@驱@@逆变器@@必须能够处理这@@种更高的@@电压并使@@用@@@@合适的@@组件@@。

减轻重量和@@尺寸@@@@：与@@硅@@基@@@@@@ IGBT 相比@@@@，SiC 具有@@更高的@@@@功率@@密度@@@@ (kW/kg)。更高的@@功率@@@@密度@@有助于@@减小系统@@尺寸@@@@@@（kW/L），减轻主@@驱逆变器@@@@的@@重量@@，同时@@@@减少电机的@@负载@@。车辆重量降低@@@@有助于@@在@@使@@用@@@@相同电池@@的@@情况下@@延长车辆的@@行驶里程@@，同时@@@@减小传动@@系统@@的@@体积@@，增加乘员和@@后备箱的@@可用@@空间@@。

图@@ 1：电动@@汽车@@@@主@@驱逆变器@@@@设计的@@最新趋势@@

2. SiC 相对@@于@@@@硅@@的@@优势@@@@

与@@硅@@相比@@@@@@，碳化硅@@@@在@@材料@@特@@性@@方面具有@@多种优势@@@@，因而@@成为@@@@主@@驱逆变器@@@@设计的@@更优选择@@。首先@@是@@它的@@物理硬度@@，达到@@@@了@@ 9.5 莫氏硬度@@，而@@硅@@为@@@@ 6.5 莫氏硬度@@，所以@@碳化硅@@@@@@更适合@@高压烧结并具有@@更高的@@@@机械完整性@@。再者@@，碳化硅@@@@的@@热@@导率@@@@ (4.9W/cm.K) 是@@硅@@@@ (1.15 W/cm.K) 的@@四倍@@多@@@@，这@@意味着@@它可以@@更有效地传递热@@量从@@而@@在@@更高温度下可靠@@运行@@。最后@@，碳化硅@@@@的@@击穿电压@@（2500kV/cm）是@@硅@@@@（300kV/cm）的@@ 8 倍@@多@@，而@@且@@@@它具有@@宽带隙@@性质@@，能够更快地导通和@@关断@@@@，因而@@成为@@@@电动@@汽车@@@@日@@益升高的@@电压@@ (800V) 架构@@的@@更优选择@@，同时@@@@更宽的@@带隙电压意味着它的@@损耗比@@硅@@更低@@@@。

3. 消解厂商对@@于@@@@采用@@@@@@ SiC 的@@顾虑@@

尽管@@ SiC 具有@@明显的@@优势@@@@，但@@一些汽车@@@@ OEM 厂商还是@@迟迟不肯放弃更传统的@@@@硅@@基@@@@开关器件@@@@@@，例如@@@@用@@于@@主@@驱逆变器@@@@的@@@@ IGBT。OEM 厂商不愿采用@@@@@@ SiC 的@@原因@@包括@@@@：

认为@@@@ SiC 是@@一种尚未成熟的@@技术@@@@@@

觉得@@ SiC 难以@@实施@@

以@@为@@@@ SiC 没有适合@@主@@驱应用@@@@的@@封装@@@@

认为@@@@ SiC 的@@供应不如@@硅@@基@@@@器件@@便利@@

觉得@@ SiC 比@@ IGBT 更贵@@

下文@@将@@从@@@@多个角度说@@明为@@什么上@@述看法缺少根据@@@@@@，以@@及@@为@@什么@@ OEM 应该@@有信心在@@电动@@@@汽车@@@@主@@驱逆变器@@@@中@@使@@用@@@@@@ SiC。

4. 证明@@ SiC 可提高主@@驱逆变器@@@@效率@@@@

提升@@ OEM 信心的@@第一步是@@展示在@@主@@驱逆变器@@@@设计中@@使@@用@@@@@@ SiC 可实现的@@明显性能@@优势@@@@。我们使@@用@@@@电路设计软件对@@安森美@@的@@@@@@NVXR17S90M2SPB(1.7mΩ Rdson)和@@ NVXR22S90M2SPB(2.2mΩ Rdson) EliteSiC Power 900 V 六组功率@@模块@@@@进行了仿真@@，并将@@其@@性能@@与@@@@ 820 A VE-Trac Direct IGBT（同样@@来自@@@@安森美@@@@）进行了比@@较@@。主@@驱逆变器@@@@设计的@@仿真结果表@@明@@：

对@@于@@@@ 10KHz 开关频率下@@ 450V 直流母线@@电压@@和@@@@ 550Arms 功率@@传输@@，在@@相同散热@@@@条件下@@，SiC 模块@@的@@@@ Tvj（结温@@）(111°C) 比@@ IGBT (142°C) 低@@ 21%。

与@@ IGBT 相比@@@@，NVXR17S90M2SPB 的@@平均开关损耗降低@@@@了@@@@ 34.5%，NVXR22S90M2SPB 的@@平均开关损耗则降低@@@@了@@@@ 16.3%。

与@@基@@于@@@@@@ IGBT 的@@设计@@相比@@@@@@，使@@用@@@@ NVXR17S90M2SPB 实施的@@全@@主@@驱逆变器@@@@设计的@@总体损耗降低@@@@了@@@@ 40% 以@@上@@@@，使@@用@@@@ NVXR22S90M2SPB 时@@功率@@损耗则降低@@@@了@@@@ 25%。

虽然@@这@@些@@改进针对@@的@@是@@主@@驱逆变器@@@@@@，但@@它们可以@@使@@电动@@汽车@@@@整体能效提高@@ 5%，从@@而@@使@@@@续航里程@@延长@@ 5%。例如@@@@，配备@@ 100kW 电池@@、续航里程@@为@@@@ 500 公里@@的@@电动@@汽车@@@@@@@@，如@@果@@使@@用@@@@@@基@@于@@@@安森美@@@@ EliteSiC 功率@@模块@@@@的@@主@@驱逆变器@@@@@@，那么@@它的@@行驶里程则可达@@ 525 公里@@。值@@得注@@意的@@是@@@@，在@@此类主@@驱逆变器@@@@中@@使@@用@@@@@@ SiC 的@@成本@@也将@@比@@硅@@@@ IGBT 低@@ 5%。

5. 更高的@@功率@@@@传输@@@@

对@@于@@@@考虑放弃@@ IGBT 的@@ OEM 而@@言@@，安森美@@提供@@了具有@@类似尺寸@@的@@@@ SiC 模块@@，不但@@便于@@集成@@@@，而@@且@@@@还简化了实施过程@@，无需对@@制造@@流程进行任何更改@@。此外@@，SiC 模块@@还具有@@@@在@@相同结温@@下提供@@更高功率@@的@@额外@@优势@@@@。例如@@@@，NVXR17S90M2SPB 可提供@@@@ 760Arms，而@@ IGBT (Tvj =150°C) 只能提供@@@@ 590Arms，前者比@@后者增加了@@ 29% 的@@功率@@@@。此外@@，安森美@@将@@@@ SiC 芯片@@烧结在@@直接键合铜板上@@@@@@，使@@器件@@结点@@和@@冷却剂之间@@的@@热@@阻降低@@@@多达@@ 20%（Rth 结点@@到@@流体@@ = 0.08ºC/W）。

图@@ 2：安森美@@的@@@@ SiC 封装@@具有@@出色的@@@@低@@热@@阻@@

采用@@@@先进互连技术@@的@@压铸模封装@@进一步提高了@@ SiC 模块@@的@@@@高功率@@密度@@@@，并且@@@@具有@@低@@杂散电感@@（对@@于@@@@高速开关效率@@非常重要@@@@），而@@且@@@@更高的@@开关频率@@有助于@@减小系统@@中@@一些无源@@@@组件的@@尺寸@@和@@重量@@。此外@@，这@@种封装@@类型@@具有@@多种工作温度选项@@@@@@（最高达@@@@ 200°C），可降低@@@@@@ OEM 的@@散热@@@@要@@求@@，并有望采用@@@@更小@@的@@泵进行热@@管理@@@@。

6. 在@@更广泛的@@架构@@@@中@@改用@@@@ SiC

随着@@电动@@汽车@@@@@@电池@@电压的@@增加@@，我们可以@@在@@维持相同功率@@输出的@@情况下@@减小电流@@@@。从@@系统@@层面而@@言@@@@，这@@意味着@@汽车@@中@@的@@@@电缆将@@变得更细@@。转向@@@@ SiC 将@@变得越来越合理@@，因为@@@@ SiC 器件@@产@@生的@@热@@量比@@硅@@基@@@@器件@@更少@@@@，可实现更高的@@功率@@@@@@密度@@@@，不仅是@@在@@主@@驱逆变器@@@@中@@@@，而@@且@@@@在@@更广泛的@@电动@@汽车@@@@@@架构@@中@@也能发挥@@巨大作用@@@@。

7. 安森美@@消除@@ OEM 对@@于@@@@ SiC 供应的@@担忧@@

安森美@@投入巨资打造全@@整合且@@成熟的@@@@ SiC 供应链和@@生态系统@@@@@@，包括@@晶圆外延@@和@@@@ 150mm 制造@@（计划向@@@@200mm发展@@），涉及分立@@产@@品@@@@@@、集成@@电路器件@@@@、模块@@和@@@@参考应用@@@@设计@@。经过十多年@@@@的@@发展@@@@，安森美@@积累了深厚的@@专业知识@@，可以@@帮@@助汽车@@@@ OEM 厂商消除对@@于@@@@转用@@@@ SiC 的@@各种@@担忧@@。

文@@章@@来源@@@@@@：安森美@@

SiC 器件@@如@@何颠覆不间断电源@@@@设计@@?

judy — Tue, 10 Oct 2023 09:16:10 +0000

不间断电源@@@@ (UPS) 和@@其@@他@@基@@于@@@@电池@@的@@储@@能系统@@@@可以@@确保住宅@@、电信设施@@、数据@@@@中@@心@@、工业@@设备@@、医疗设备和@@其@@他@@关键设备的@@持续供电@@。凭借@@先进的@@半导体@@技术@@@@，这@@些@@系统@@能够确保可靠@@供电@@，提供@@滤波@@功能@@，并在@@发生短期电网@@断电时@@保障供电@@。对@@于@@@@更长时@@间的@@停电@@，这@@些@@系统@@可以@@提供@@足够的@@时@@间让@@关键设备安全@@地关闭@@@@。

UPS的@@设计@@要@@项@@@@，我们带大家了解@@了@@UPS的@@使@@用@@@@用@@例@@与@@具体产@@品@@@@规@@格@@@@，本文@@将@@从@@@@@@SiC器件@@的@@角度出发@@，帮@@助您设计@@ UPS 或@@其@@他@@电池@@储@@能系统@@@@@@@@。

SiC正在@@推动@@革命@@

碳化硅@@@@ (SiC) 产@@品@@@@，即@@所谓的@@宽禁带产@@品@@@@@@，可以@@对@@@@ UPS关键参数产@@生积极影响@@。高开关频率可以@@减小无源@@@@组件的@@尺寸@@并降低@@@@产@@品@@@@的@@整体重量@@，方便运输并降低@@@@拥有成本@@@@，让@@用@@户有更多空间存放更大容量的@@@@ UPS，以@@迎接大数据@@@@时@@代@@的@@持续增长@@。

安森美@@ SiC MOSFET 的@@所有器件@@都具有@@雪崩额定值@@@@@@并符合@@ 100% 工作电压要@@求@@，具有@@出色的@@@@稳健性和@@可靠@@性@@。与@@许多@@其@@他@@平面@@型@@@@ SiC MOSFET 一样@@，在@@负栅极驱动@@@@@@电压下运行@@也没有问题@@。由@@于@@@@特@@殊的@@平面@@设计@@，安森美@@的@@@@所有@@ SiC MOSFET 产@@品@@@@系列@@在@@整个生命周期内@@ RDS(ON)、VTH或@@二极管@@正向@@@@电压@@均无漂移@@。为@@达到@@@@理想性能@@@@，推荐的@@栅极电压@@为@@@@ 18 V，也可低@@至@@@@@@ 15 V，以@@与@@上@@一代@@@@ SiC MOSFET 兼容@@。

安森美@@是@@@@“端到@@端@@”的@@ SiC 供应商@@，涵盖@@从@@基@@板到@@模块@@的@@@@整个流程@@。凭借@@我们垂直整合的@@@@端到@@端@@供应链和@@@@ SiC 产@@品@@@@的@@出色效率@@@@，我们为@@客户提供@@所需的@@供应保证@@，以@@支持@@未来@@快速增长的@@市@@场@@@@。

图@@ 1. 安森美@@ SiC 产@@品@@@@：从@@基@@板到@@系统@@@@

SiC MOSFET的@@驱动@@@@器@@@@

基@@于@@@@ SiC 的@@ UPS 系统@@有利于@@高频@@@@，相对@@于@@@@硅@@栅极驱动@@@@@@器@@@@，对@@于@@@@ SiC 栅极驱动@@@@@@器@@提出了更高的@@要@@求@@。在@@为@@新一代@@@@ UPS 系统@@选择@@ SiC MOSFET 时@@，为@@了提高@@ SiC MOSFET 功率@@实施的@@稳健性@@，需要@@强调以@@下几点@@@@：

高电流@@@@能力@@：在@@导通和@@关断@@时@@输送高峰值@@电流@@以@@使@@@@ CGS 和@@ CGD 电容快速充电@@和@@放电@@。

抗扰度强@@：在@@具有@@快速开关@@@@ SiC MOSFET 的@@系统@@中@@@@，SiC 栅极驱动@@@@@@器@@必须考虑与@@快速@@ dV/dt 和@@感应噪声相关的@@抗扰度@@。特@@别是@@@@，允许的@@最大@@和@@最小电压表@@示@@对@@正负浪涌事件的@@抗扰度@@。

匹配的@@传播延迟@@：传播延迟是@@从@@@@ 50% 的@@输入到@@@@ 50% 的@@输出的@@时@@间延迟@@，这@@在@@高频@@@@应用@@@@中@@@@至@@关重要@@@@；延迟不匹配会导致开关损耗和@@发热@@@@。

NCP51561 SiC MOSFET（一种隔离式双通道@@ SiC MOSFET 栅极驱动@@@@@@器@@）满足所有这@@些@@@@要@@求@@，具有@@ 4.5 A/9 A 拉电流@@和@@灌电流@@峰值@@@@。NCP51561 提供@@快速而@@匹配的@@传播延迟@@@@。两个独立的@@@@ 5 kV RMS（UL1577 额定值@@@@）电气@@隔离栅极驱动@@@@@@器@@通道@@，具有@@可调死区时@@间@@，可用@@于@@两个低@@边@@@@、两个高边开关或@@半桥@@拓扑@@。

评估@@设计权衡@@

效率@@是@@储@@能系统@@@@的@@一个@@重要@@考虑因素@@，而@@效率@@的@@关键是@@高速开关和@@@@高效@@拓扑结构@@@@@@，例如@@@@ NPC 逆变器@@拓扑结构@@@@@@。与@@相对@@简单的@@拓扑结构@@@@中@@@@配置的@@低@@速半导体@@相比@@@@@@，与@@相对@@复杂但@@高效@@的@@拓扑结构@@@@相结合@@的@@高开关速度@@半导体@@成本@@更高@@。然而@@@@，半导体@@成本@@的@@增加将@@被其@@他@@地方的@@节省所抵消@@。比@@如@@@@，高速开关转化为@@更低@@的@@模块@@损耗和@@更长的@@电池@@寿命@@。它支持@@使@@用@@@@更小@@@@、成本@@更低@@的@@电容器和@@电感器@@，从@@而@@提供@@更紧凑的@@终端产@@品@@@@@@。在@@性能@@和@@成本@@@@/尺寸@@/控制难度之间@@总是@@存在@@折衷@@。

图@@ 2.逆变器@@拓扑结构@@@@@@比@@较@@

寻找产@@品@@@@生命周期支持@@@@

开始设计时@@@@，应确保您可以@@获得所选电源@@产@@品@@@@的@@@@ SPICE 模型@@@@和@@@@ STEP 文@@件@@。PSpice 模型@@@@有助于@@研究电路@@、模块@@和@@@@芯片@@层面的@@反向@@恢复行为@@@@和@@寄生效应@@。这@@些@@模型@@@@还支持@@热@@仿真和@@自@@发热@@效应的@@探索@@。

此外@@，应寻找对@@第三方仿真工具@@@@的@@支持@@@@@@。而@@且@@@@，您的@@供应商@@应在@@整个产@@品@@@@生命周期中@@为@@您提供@@支持@@@@@@，包括@@仿真@@、产@@品@@@@选择@@、布局@@、优化@@、原型@@制作和@@终端客户系统@@的@@生产@@@@。安森美@@是@@@@各种@@功率@@半导体@@@@器件@@和@@相关组件的@@全@@方位服务供应商@@@@，提供@@完整的@@@@内部端到@@端@@供应链和@@全@@球@@客户支持@@@@。

结论@@

在@@本文@@中@@@@，我们讨论了@@ UPS 和@@其@@他@@电池@@储@@能系统@@@@@@@@、用@@例@@、拓扑结构@@@@以@@及@@如@@何选择@@合适的@@功率@@@@半导体@@@@@@。安森美@@凭借@@长期以@@来@@积累的@@专业知识和@@在@@电源@@管理和@@转换@@方面的@@地位@@，帮@@助全@@球@@客户开发采用@@@@尖端技术@@的@@@@ UPS 系统@@，最大@@限度地提高负载的@@供电质量和@@可靠@@性@@，同时@@@@降低@@@@拥有成本@@@@。

在@@设计稳健的@@@@ UPS 系统@@时@@@@，采用@@@@基@@于@@@@碳化硅@@@@的@@功率@@@@级对@@于@@@@减少功率@@损耗@@、提高功率@@密度@@和@@降低@@@@散热@@@@成本@@起着至@@关重要@@的@@作用@@@@。选择以@@基@@础设施@@级可靠@@性为@@基@@础构建的@@高度稳健的@@@@ SiC 功率@@器件@@@@是@@设计持久耐用@@的@@@@ UPS 系统@@的@@关键@@。安森美@@从@@原材料@@到@@完整模块@@解决方案@@的@@端到@@端@@@@ SiC 制造@@流程确保了出色的@@供应质量和@@可靠@@性@@。

文@@章@@来源@@@@@@：安森美@@半导体@@@@

Nexperia与@@KYOCERA AVX Salzburg合作为@@@@功率@@应用@@@@生产@@@@650 V碳化硅@@@@整流二极管@@@@模块@@@@

judy — Tue, 10 Oct 2023 09:04:36 +0000

近日@@@@，专注@@于@@基@@础半导体@@器件@@领域@@的@@@@高产@@能生产@@专家@@Nexperia（安世半导体@@@@）正式宣布@@与@@全@@球@@著名@@的@@先进电子@@元器件@@@@供应商@@@@KYOCERA AVX Components (Salzburg) GmbH （京瓷安施@@）建立了密切的@@合作关系@@，共同生产@@新的@@@@650 V、20 A碳化硅@@@@（SiC）整流器模块@@@@，适用@@于@@@@3 kW 至@@11 kW 功率@@堆栈设计的@@高频@@电源@@应用@@@@@@，以@@满足工业@@电源@@@@、 EV 充电@@站和@@板载充电@@器@@等@@应用@@@@的@@需要@@@@。此次@@发布将@@进一步加深双方长期以@@来@@保持的@@紧密合作关系@@。

制造@@商对@@下一代@@功率@@应用@@@@的@@关键需求@@是@@节省空间和@@减轻重量@@。这@@款新型@@的@@@@SiC整流二极管@@@@模块@@尺寸@@小巧@@，减少了在@@电路板上@@@@需要@@的@@空间@@，有助于@@尽可能提高功率@@密度@@@@，降低@@@@总体系统@@成本@@@@。通过@@结合@@使@@用@@@@顶部散热@@@@@@（TSC）和@@负温度系数@@（NTC）传感器@@优化@@了热@@性能@@@@，NTC会监控器件@@温度@@，并为@@设备或@@系统@@级预测@@和@@诊断提供@@实时@@反馈@@。该@@整流二极管@@@@模块@@采用@@@@低@@电感封装@@@@，以@@实现高频@@操作@@，并且@@@@经过验证@@，可以@@在@@高达@@@@175℃ 的@@结温@@@@下工作@@@@。

Nexperia SiC 产@@品@@@@部高级总监@@ Katrin Feurle 表@@示@@：

Nexperia 和@@ KYOCERA AVX 在@@此次@@合作中@@@@，将@@顶尖的@@碳化硅@@@@半导体@@与@@一流的@@模块@@封装@@技术@@相结合@@@@，将@@使@@@@Nexperia能够更好地满足市@@场@@对@@极高功率@@密度@@的@@电力电子@@产@@品@@@@的@@需求@@@@@@。这@@款整流二极管@@@@模块@@的@@@@发布是@@@@ Nexperia 与@@ KYOCERA AVX 就@@ SiC 达成长期合作迈出的@@第一步@@。

KYOCERA AVX Components 传感与@@控制部门副总裁@@ Thomas Rinschede 表@@示@@：

我们很高兴进一步深化与@@@@ Nexperia 成功的@@合作关系@@，携手为@@功率@@电子@@@@应用@@@@生产@@碳化硅@@@@模块@@@@。Nexperia 在@@制造@@方面的@@专业技术@@加上@@@@ KYOCERA 在@@模块@@方面的@@专业知识@@，为@@寻求更高功率@@密度@@并想要@@使@@用@@@@宽禁带半导体@@技术@@的@@客户带来了无法抗拒的@@产@@品@@@@@@@@。

Nexperia 预计@@将@@于@@@@@@2024年@@第一季度提供@@新款@@ SiC 整流二极管@@@@模块@@的@@@@样品@@@@@@。

Nexperia (安世半导体@@@@)

SiC优势@@、应用@@@@及加速向@@脱碳方向@@发展@@@@

judy — Wed, 20 Sep 2023 07:37:10 +0000

如@@今@@，大多数半导体@@都是@@以@@硅@@@@（Si）为@@基@@材料@@@@，但@@近年@@来@@@@@@，一个@@相对@@新的@@半导体@@基@@材料@@正成为@@@@头条金博宝娱乐@@ 。这@@种材料@@就@@是@@@@碳化硅@@@@@@@@，也称为@@@@SiC。目前@@，SiC主@@要@@应用@@@@于@@@@MOSFET和@@肖特@@基@@二极管@@@@@@等@@半导体@@技术@@@@。

SiC相较@@于@@@@Si的@@优势@@是@@什么@@？

在@@根本上@@@@，碳化硅@@@@（SiC）被视为@@宽禁带半导体@@@@，相较@@于@@@@传统的@@@@@@Si半导体@@，具有@@固有的@@优势@@@@。SiC的@@材料@@特@@性@@导致了以@@下较高的@@优点@@@@：

1. 突破场@@
2. 电子@@漂移速度@@
3. 热@@导率@@

突破场@@

更高的@@突破场@@使@@得@@器件@@能够承受更高的@@电压@@，同时@@@@保持相同的@@面积@@。这@@使@@@@得@@器件@@设计者可以@@增加用@@于@@电流@@流动@@的@@面积@@，从@@而@@降低@@@@单位面积的@@电阻@@，即@@Rsp。器件@@的@@电阻直接影响导电损耗@@，因此@@更小@@的@@@@Rsp将@@导致更低@@的@@损耗@@，从@@而@@提高效@@率@@。

电子@@漂移速度@@

电子@@漂移速度@@指电子@@在@@电场作用@@下在@@材料@@中@@移动@@的@@速度@@。在@@SiC半导体@@中@@@@，电子@@漂移速度@@是@@@@Si基@@半导体@@的@@两倍@@@@。电子@@移动@@得越快@@，器件@@切换的@@速度就@@越快@@。由@@此@@快速切换带来两个好处@@：一是@@在@@开关过程中@@的@@@@功率@@@@损耗较低@@@@，二是@@更高的@@切换频率允许使@@用@@@@更小@@的@@磁性@@188足彩外围@@app 和@@电容器@@。

热@@导率@@

SiC的@@热@@导率@@大约@@是@@@@Si的@@三倍@@@@，它将@@其@@他@@特@@性@@的@@优点@@相互联系在@@一起@@。热@@导率@@决定了热@@量从@@半导体@@结到@@外部环境的@@传递速度@@。这@@意味着@@SiC器件@@可以@@在@@高达@@@@@@200°C的@@温度下运行@@@@，而@@Si通常@@限制在@@@@150°C。

结合@@这@@三个优势@@@@，系统@@设计者可以@@设计出更高效@@@@的@@产@@品@@@@@@@@，同时@@@@使@@其@@更小@@@@、更轻@@，最终降低@@@@成本@@@@。尽管@@众所周知@@@@SiC器件@@相较@@于@@@@@@Si等@@效器件@@更昂贵@@，但@@使@@用@@@@更小@@的@@被动@@@@188足彩外围@@app 和@@较少的@@热@@管理@@可以@@降低@@@@整体系统@@成本@@约@@@@20%。碳化硅@@@@的@@材料@@特@@性@@使@@其@@在@@@@高功率@@应用@@@@中@@@@非常有优势@@@@，特@@别是@@@@需要@@高电压@@、高电流@@@@、高温度和@@高热@@导率@@以@@及@@整体重量较小的@@领域@@@@。MOSFET和@@肖特@@基@@二极管@@@@@@（在@@离散和@@功率@@模块@@@@封装@@中@@@@）是@@主@@要@@应用@@@@@@SiC的@@技术@@@@。

碳化硅@@@@的@@实际应用@@@@优势@@@@

碳化硅@@@@正在@@被广泛应用@@@@于@@多个领域@@@@，例如@@@@电动@@汽车@@@@@@、太阳能@@逆变器@@@@、能量储@@存系统@@和@@电动@@汽车@@@@充电@@站@@。它为@@系统@@设计者和@@制造@@商带来了多重优势@@@@，那么@@这@@些@@优势@@又如@@何转化为@@最终产@@品@@@@的@@消费@@者的@@好处呢@@？

首先@@，让@@我们来看看电动@@汽车@@@@@@（EV）。限制广泛采用@@@@@@EV的@@主@@要@@原因是@@续航焦虑@@。通过@@使@@用@@@@碳化硅@@@@@@，EV的@@续航里程@@可以@@增加超过@@@@7％。仅仅通过@@从@@@@IGBT逆变器@@转换@@为@@@@SiC逆变器@@，就@@可以@@对@@@@续航里程@@产@@生显著影响@@。优势@@并未止于@@此@@。SiC的@@应用@@@@@@还解决了@@EV采用@@@@的@@挑战@@：成本@@。EV中@@最昂贵的@@部分是@@电池@@@@。如@@果@@使@@用@@@@@@SiC使@@EV的@@续航里程@@增加@@7％，同时@@@@保持续航里程@@与@@非@@SiC基@@准相当@@，还可以@@使@@电池@@容量减少@@7％。更小@@的@@电池@@组将@@直接导致@@EV的@@总体成本@@降低@@@@@@。这@@就@@是@@@@@@为@@什么@@SiC在@@EV中@@应用@@@@如@@此强大@@@@，并且@@@@正推动@@@@SiC制造@@商的@@大额收入预测@@@@。

与@@EV相关的@@还有@@EV充电@@站及其@@充电@@基@@础设施@@的@@建设@@。在@@EV充电@@站的@@情况下@@@@，一个@@主@@要@@考虑因素是@@功率@@密度@@@@。在@@这@@方面@@，碳化硅@@@@起到@@了作用@@@@，使@@系统@@设计者能够在@@相同体积内传输更多功率@@@@，或@@者@@保持功率@@不变@@，同时@@@@将@@体积减少@@300％。在@@相同体积内提供@@更多功率@@是@@使@@用@@@@碳化硅@@@@用@@于@@@@EV充电@@站的@@主@@要@@驱动@@@@力@@@@。目标是@@使@@充电@@站能够在@@与@@人在@@加油站停留的@@时@@间相同的@@时@@间内为@@@@EV充电@@。这@@只有@@通过@@增加充电@@站向@@@@EV传送的@@功率@@@@来实现@@。

碳化硅@@@@还通过@@制造@@更小@@@@、更轻@@的@@太阳能@@逆变器@@@@@@，有助于@@可再生能源@@@@市@@场@@@@。利用@@@@SiC所能实现的@@更快的@@切换频率@@，太阳能@@逆变器@@@@可以@@使@@用@@@@更小@@@@、更轻@@的@@磁性@@188足彩外围@@app 。根据@@@@功率@@级@@别的@@不同@@@@，太阳能@@逆变器@@@@的@@重量可以@@小于@@五十磅@@。五十磅是@@由@@@@职业安全@@与@@健康管理局@@（OSHA）规@@定的@@个人最大@@举重限制@@。超过@@五十磅的@@举重设备需要@@两个或@@更多人@@，或@@者@@使@@用@@@@举升设备@@。通过@@创建一个@@更轻@@的@@太阳能@@逆变器@@@@@@@@，组织只需要@@@@一个@@人进行安装@@。这@@降低@@@@了@@安装成本@@@@，对@@于@@@@安装人员和@@消费@@者而@@言@@更具吸引力@@。这@@种优势@@同样@@适用@@于@@@@壁式@@EV充电@@器@@。当然@@，使@@用@@@@碳化硅@@@@在@@太阳能@@逆变器@@@@中@@还有其@@他@@实际好处@@，例如@@@@整体效率@@提升@@和@@系统@@成本@@降低@@@@@@。

工业@@电机驱动@@@@@@也因转换@@至@@@@SiC而@@受益@@。碳化硅@@@@提供@@了电机逆变器@@的@@效率@@@@改进@@、尺寸@@缩小和@@散热@@@@增强@@，从@@而@@使@@@@电机驱动@@@@@@可以@@本地安装或@@安装在@@电机本身上@@@@。这@@降低@@@@了@@对@@多个长电缆返回电源@@柜的@@需求@@@@@@，而@@使@@用@@@@@@Si IGBT的@@解决方案@@@@需要@@数百英尺昂贵且@@复杂的@@电缆@@。通过@@SiC解决方案@@，只需要@@@@2条电缆连接@@至@@电源@@柜@@。这@@消除了数百英尺昂贵且@@复杂的@@电缆@@，对@@于@@@@七电机伸缩机械臂等@@示例中@@使@@用@@@@@@SiC的@@解决方案@@@@而@@言@@@@，这@@将@@大大节省成本@@@@。

用@@碳化硅@@@@推动@@世界@@向@@脱碳发展@@@@

电动@@汽车@@@@通过@@直接减少由@@交通运输产@@生的@@二氧化碳排放量@@，为@@脱碳做出贡献@@。电动@@汽车@@@@没有尾气排放@@，但@@它们消耗的@@电力来自@@@@二氧化碳排放源@@@@。加入这@@些@@排放量后@@，美国能源@@部平均将@@电动@@汽车@@@@的@@年@@排放量约@@为@@@@2,817磅二氧化碳@@，而@@使@@用@@@@@@汽油的@@汽车@@@@则为@@@@12,594磅二氧化碳@@。这@@意味着@@大气中@@排放的@@二氧化碳量减少了@@78%。

电动@@汽车@@@@充电@@站对@@脱碳没有直接影响@@，但@@如@@果@@没有牢固的@@直流快速充电@@站基@@础设施@@@@，电动@@汽车@@@@的@@普及将@@受到@@限制@@。续航焦虑仍然是@@@@影响电动@@汽车@@@@普及的@@重要@@原因@@。90%的@@美国家庭拥有一辆电动@@汽车@@@@@@，而@@其@@它车辆很可能不是@@电动@@汽车@@@@@@。这@@些@@数据@@@@突显出消费@@者对@@电动@@汽车@@@@能否满足所有需求@@@@，特@@别是@@@@长途旅行的@@信心不足@@。

自@@2009年@@以@@来@@，光伏@@太阳能@@发电的@@成本@@下降了近@@90％，使@@其@@成为@@@@@@2020年@@时@@以@@@@37美元@@/兆瓦时@@@@的@@最低@@成本@@能源@@发电@@来源@@@@@@。相比@@@@之下@@，煤炭的@@成本@@为@@@@112美元@@/兆瓦时@@@@，天然气@@为@@@@59美元@@/兆瓦时@@@@。太阳能@@使@@世界@@能够以@@零二氧化碳排放的@@方式产@@生能源@@@@，同时@@@@成本@@又是@@其@@他@@能源@@来源@@@@的@@最低@@@@。碳化硅@@@@不能完全@@归功于@@这@@种成本@@降低@@@@@@，但@@它是@@太阳能@@发电成本@@降低@@@@的@@一个@@原因@@。

世界@@正朝着更多地使@@用@@@@电能发展@@@@，因此@@改进消耗电能设备的@@效率@@@@非常重要@@@@。电动@@机占据@@了世界@@电力消耗的@@@@40-50％。将@@这@@些@@电动@@机设计得高效@@率至@@关重要@@@@，因为@@@@即@@使@@是@@小幅度的@@效率@@@@提高@@@@，也会因全@@球@@大量电动@@机的@@使@@用@@@@而@@得到@@放大@@。

碳化硅@@@@不仅加速了现有应用@@@@领域@@的@@@@脱碳进程@@，还推动@@了之前不可行的@@应用@@@@@@领域@@@@。其@@中@@@@一个@@例子是@@电动@@垂直起降@@（eVTOL）飞行器@@。就@@像@@碳化硅@@@@为@@电动@@汽车@@@@提供@@了续航里程@@一样@@@@，它也为@@@@eVTOL提供@@了延长的@@续航里程@@@@，使@@其@@更具实用@@性@@。

碳化硅@@@@半导体@@通过@@使@@终端系统@@更高效@@@@@@、可靠@@、强大@@、更小@@、更轻@@和@@整体成本@@更低@@@@，有助于@@加速这@@些@@应用@@@@的@@采用@@@@@@。

本文@@转载自@@@@：Arrow Solution微信公众号@@

如@@何保障下一代@@碳化硅@@@@@@ (SiC) 器件@@的@@供需平衡@@

judy — Mon, 18 Sep 2023 08:00:08 +0000

作者@@：安森美@@ Ajay Sattu

在@@工业@@@@、汽车@@和@@可再生能源@@@@应用@@@@中@@@@@@，基@@于@@@@宽禁带@@ (WBG) 技术@@的@@组件@@，比@@如@@@@ SiC，对@@提高能效至@@关重要@@@@。在@@本文@@中@@@@，安森美@@ (onsemi) 思考下一代@@@@ SiC 器件@@将@@如@@何发展@@@@，从@@而@@实现@@更高的@@能效和@@更小@@的@@尺寸@@@@@@，并讨论对@@于@@@@转用@@@@ SiC 技术@@的@@公司@@而@@言@@@@，建立稳健的@@供应链为@@何至@@关重要@@@@。

在@@广泛的@@工业@@系统@@@@（如@@电动@@汽车@@@@充电@@基@@础设施@@@@）和@@可再生能源@@@@系统@@@@（如@@太阳能@@光伏@@@@ (PV)）应用@@@@中@@@@，MOSFET 技术@@、分立@@式@@封装@@和@@功率@@模块@@@@的@@进步有助于@@提高能效并降低@@@@成本@@@@。然而@@@@，平衡成本@@和@@性能@@对@@于@@@@设计人员来说@@是@@一项@@持续的@@挑战@@，必须在@@不增加太阳能@@逆变器@@@@的@@尺寸@@或@@散热@@@@成本@@的@@情况下@@@@，实现更高的@@功率@@@@@@。实现这@@一平衡非常有必要@@@@，因为@@@@降低@@@@充电@@成本@@将@@是@@提高电动@@汽车@@@@普及率的@@关键推动@@因素@@。

汽车@@的@@能效与@@车载@@电子@@器件@@的@@尺寸@@@@、重量和@@成本@@@@息息相关@@，这@@些@@都会影响车辆的@@行驶里程@@。在@@电动@@@@/混动@@汽车@@中@@使@@用@@@@@@ SiC 取代@@@@ IGBT 功率@@模块@@@@可显著改进性能@@@@，尤其@@是@@在@@@@主@@驱逆变器@@@@中@@@@，因为@@@@这@@有助于@@显著提高车辆的@@整体能效@@。轻型@@乘用@@车主@@要@@在@@@@低@@负载条件下工作@@@@，在@@低@@负载下@@，SiC 的@@能效优势@@比@@@@ IGBT 更加明显@@。车载@@充电@@器@@@@ (OBC) 的@@尺寸@@和@@重量也会影响车辆行驶里程@@。因此@@，OBC 必须设计得尽可能小@@，而@@ WBG 器件@@具有@@较高的@@开关频率@@，在@@这@@方面@@发挥@@着至@@关重要@@的@@作用@@@@。

SiC 技术@@的@@优势@@@@

为@@了最大@@限度减少电源@@转换@@损耗@@，需要@@使@@用@@@@具有@@出色品@@质因数@@的@@半导体@@功率@@开关@@@@。电源@@应用@@@@中@@@@使@@用@@@@的@@硅@@基@@@@半导体@@器件@@@@（IGBT、MOSFET 和@@二极管@@@@）的@@性能@@改进@@，加上@@电源@@转换@@拓扑方面的@@创新@@，使@@能效大幅提升@@@@。然而@@@@，由@@于@@@@硅@@基@@@@半导体@@器件@@已接近其@@理论极限@@，在@@新应用@@@@中@@@@它们正逐渐被@@ SiC 和@@氮化镓@@@@ (GaN) 等@@宽禁带@@ (WBG) 半导体@@取代@@@@@@。

图@@ 1：多种应用@@@@可从@@@@ SiC 器件@@的@@特@@性@@@@@@中@@受益@@

对@@更高性能@@@@、更大功率@@@@密度@@和@@更优性能@@的@@需求@@@@不断挑战着@@ SiC 的@@极限@@。得益于@@宽禁带特@@性@@@@，SiC 能够承受比@@硅@@更高的@@电压@@（1700V 至@@ 2000V）。同时@@@@，SiC 本身还具有@@@@更高的@@@@电子@@迁移率@@和@@饱和@@速度@@。因此@@，它能够在@@明显更高的@@频率和@@结温@@下工作@@@@，对@@电源@@应用@@@@而@@言@@非常理想@@。此外@@，SiC 器件@@的@@开关损耗相对@@更低@@@@，这@@有助于@@降低@@@@无源@@@@组件的@@尺寸@@@@、重量和@@成本@@@@。

图@@ 2：SiC 为@@电源@@系统@@带来诸多优势@@@@

SiC 器件@@的@@导通损耗和@@开关损耗更低@@@@，因此@@降低@@@@了@@对@@散热@@@@的@@要@@求@@。再加上@@它能够在@@高达@@@@ 175°C 的@@结温@@@@ (Tj) 下工作@@，因而@@对@@风扇和@@散热@@@@片等@@散热@@@@措施的@@需求@@@@减少@@。系统@@尺寸@@@@、重量和@@成本@@@@也得以@@减小@@，并且@@@@在@@空间受限的@@应用@@@@@@中@@@@也能保障更高的@@可靠@@性@@。

需要@@更高电压@@@@

通过@@增加电压以@@减少电流@@@@，可减少在@@所需功率@@下的@@损耗@@。因此@@，在@@过去@@几年@@里@@，来自@@@@ PV 板的@@直流母线@@电压@@已从@@@@ 600 V 提高到@@@@ 1500 V。同样@@地@@，轻型@@乘用@@车中@@的@@@@@@ 400 V 直流母线@@可提升@@到@@@@ 800 V 母线@@（有时@@@@可提高到@@@@@@ 1000 V）。过去@@，对@@于@@@@ 400 V 母线@@电压@@，所用@@器件@@的@@额定电压为@@@@ 750 V。现在@@@@，需要@@具有@@更高额定电压@@（1200 V 至@@ 1700 V）的@@器件@@@@，以@@确保这@@些@@应用@@@@能够安全@@@@、可靠@@地工作@@。

SiC 的@@最新进展@@

为@@了满足@@对@@具有@@更高击穿电压的@@器件@@@@的@@需求@@@@@@，安森美@@开发了@@ 1700V M1 平面@@ EliteSiC MOSFET 系列@@产@@品@@@@@@，针对@@快速开关@@应用@@@@进行了优化@@@@。NTH4L028N170M1 是@@该@@系列@@首批@@器件@@中@@的@@@@一款@@，其@@ VDSS 为@@ 1700 V，具有@@更高的@@@@ VGS，为@@ -15/+25 V，并且@@@@其@@@@ RDS(ON) 典型@@值@@@@仅@@ 28 mW。

这@@些@@ 1700 V MOSFET 可在@@高达@@@@ 175°C 的@@结温@@@@ (Tj) 下工作@@，因而@@能够与@@更小@@的@@散热@@@@片结合@@使@@用@@@@@@，或@@者@@有时@@@@甚至@@不需要@@使@@用@@@@散热@@@@片@@。此外@@，NTH4L028N170M1 的@@第四个引脚上@@有一个@@开尔文@@源@@极@@连接@@@@（TO-247-4L 封装@@），用@@于@@降低@@@@导通功耗和@@栅极噪声@@。这@@些@@开关还提供@@@@@@ D2PAK–7L 封装@@，具有@@更低@@的@@封装@@寄生效应@@。

图@@ 3：安森美@@的@@@@新型@@@@ 1700 V EliteSiC MOSFET

采用@@@@ TO-247-3L 和@@ D2PAK-7L 封装@@的@@@@ 1700 V 1000 mWSiC MOSFET 也已投产@@@@，适用@@于@@@@电动@@汽车@@@@充电@@和@@可再生能源@@@@应用@@@@中@@@@的@@高可靠@@性辅助电源@@单元@@。

安森美@@开发了@@ D1 系列@@ 1700 V SiC 肖特@@基@@二极管@@@@。1700 V 的@@额定电压可在@@@@ VRRM 和@@反向@@重复峰值@@电压之间@@为@@器件@@提供@@更大的@@电压裕量@@。该@@系列@@器件@@具有@@更低@@的@@@@ VFM（最大@@正向@@@@电压@@@@）和@@出色的@@@@反向@@漏电流@@@@，有助于@@实现在@@@@高温高压下稳定运行的@@设计@@@@。

图@@ 4：安森美@@的@@@@新型@@@@ 1700 V 肖特@@基@@二极管@@@@

NDSH25170A 和@@ NDSH10170A 器件@@以@@@@ TO-247-2 封装@@和@@裸片两种形式供货@@，还提供@@@@ 100A 版本@@（无封装@@@@）。

供应链考量@@

由@@于@@@@可用@@组件短缺@@，一些电子@@行业@@领域@@的@@@@生产@@已受到@@影响@@。因此@@，在@@选择新技术@@产@@品@@@@的@@供应商@@时@@@@，务必考虑供应商@@按@@时@@履行订单的@@能力@@。为@@保障向@@客户的@@产@@品@@@@@@供应@@，安森美@@最近@@收购@@了@@ GT Advanced Technology (GTAT)，以@@利用@@@@@@ GTAT 在@@物流方面的@@专长和@@经验@@。安森美@@是@@@@目前@@为@@数不多具有@@端到@@端@@能力的@@大型@@@@ SiC 供应商@@，包括@@晶锭批量生长@@@@、衬底@@制备@@、外延@@、器件@@制造@@@@、集成@@模块@@和@@@@分立@@式@@封装@@解决方案@@@@。为@@了满足@@ SiC 应用@@@@的@@预期增长需求@@@@，安森美@@计划在@@@@ 2024 年@@之前将@@衬底@@业务@@的@@产@@能提高数倍@@@@，并扩大公司@@的@@器件@@@@和@@模块@@产@@能@@，在@@未来@@实现进一步扩张@@。

总结@@

在@@不断发展@@的@@汽车@@@@@@、可再生能源@@@@和@@工业@@应用@@@@中@@@@@@，工程师将@@能够借助@@@@ SiC 器件@@的@@特@@性@@@@@@，解决功率@@密度@@和@@散热@@@@方面的@@诸多挑战@@。凭借@@ 1700V 系列@@ SiC MOSFET 和@@二极管@@@@，安森美@@满足了市@@场@@对@@具有@@更高击穿电压的@@器件@@@@的@@需求@@@@@@。此外@@，安森美@@还为@@新兴的@@太阳能@@@@、固态变压器@@和@@固态断路器应用@@@@开发了@@ 2000V SiC MOSFET 技术@@。

晶能@@SiC半桥@@模块@@@@试制成功@@

judy — Fri, 08 Sep 2023 06:52:25 +0000

近日@@@@，晶能@@首款@@SiC半桥@@模块@@@@试制成功@@，初测性能@@指标达到@@@@国际@@一流水平@@。

晶能@@SiC半桥@@模块@@@@

该@@模块@@电气@@设计优异@@，寄生电感@@5nH；采用@@@@双面银烧结与@@铜线键合工艺@@，配合环氧树脂转模塑封工艺@@，持续工作结温@@达@@175℃，在@@800V电池@@系统@@中@@输出电流@@有效值@@高达@@@@700Arms。

此次@@SiC半桥@@模块@@@@是@@为@@应对@@新能源@@汽车@@主@@牵引驱动@@@@器@@的@@高功率@@密度@@@@、高可靠@@性等@@需求@@研发的@@重要@@产@@品@@@@@@。涵盖@@750V/1200V耐压等@@级@@，至@@多并联@@10颗@@SiC芯片@@，可应对@@纯电及混动@@应用@@@@场景下的@@不同@@需求@@挑战@@。

文@@章@@来源@@@@@@：晶能@@

晶能@@
SiC

GaN和@@SiC，最新判断@@！

judy — Wed, 30 Aug 2023 02:39:54 +0000

本文@@转载自@@@@：内容由@@半导体@@行业@@观察@@（ID：icbank）编译自@@@@Yole，谢谢@@。

据@@Yole预测@@，预计@@到@@@@ 2028 年@@，功率@@ GAN 市@@场@@将@@占电力电子@@市@@场@@的@@@@ 6% 以@@上@@@@。其@@中@@@@，消费@@类快速充电@@器@@和@@适配器仍然是@@@@@@ Power GaN 的@@主@@要@@驱动@@@@力@@。新趋势包括@@更高功率@@@@（高达@@ 300W）和@@“全@@ GaN”充电@@器@@，从@@而@@导致每个充电@@器@@的@@@@ GaN 含量更高@@。功率@@ GaN 正在@@扩展到@@其@@他@@消费@@应用@@@@@@，例如@@@@智能手机中@@的@@@@@@ OVP，带来了数十亿@@的@@市@@场@@机会@@。

除了消费@@者之外@@，我们预计@@@@功率@@@@ GaN、汽车@@和@@数据@@@@通信@@应用@@@@还有两个增长驱动@@@@力@@。对@@于@@@@汽车@@而@@言@@@@，GaN 器件@@可用@@于@@多种应用@@@@@@。100V GaN 器件@@用@@于@@@@ ADAS 的@@汽车@@@@ LiDAR。在@@动@@力系统@@中@@采用@@@@@@ GaN 不再是@@@@“是@@否@@”的@@问题@@，而@@是@@@@“何时@@@@”的@@问题@@，因为@@@@近十年@@来@@@@，多家汽车@@一级供应商@@一直与@@设备供应商@@密切合作@@@@，重点@@关注@@@@ OBC 和@@ DC-DC 转换@@器@@。

在@@数据@@@@通信@@方面@@，功率@@超过@@@@ 3kW、钛效率@@达到@@@@@@ 80Plus 的@@ GaN 电源@@已经上@@市@@@@，其@@外形@@尺寸@@@@比@@硅@@基@@@@替代@@品@@更好@@。多家厂商正在@@开发@@@@ IBC（中@@间总线@@转换@@器@@@@）。GaN Systems 的@@分析@@表@@明@@，数据@@@@中@@心@@中@@的@@@@@@ GaN 通过@@减少运营支出并降低@@@@二氧化碳排放量@@，实现更可持续的@@业务@@@@。

随着@@这@@些@@不同@@应用@@@@的@@整体增长@@，功率@@ GaN 器件@@市@@场@@预计@@到@@@@@@ 2028 年@@将@@价值@@@@20.4亿@@美元@@@@，2022-2028 年@@复合年@@增长率为@@@@ 49%。

2023 年@@，英飞凌@@宣布@@以@@创纪录的@@@@83亿@@美元@@@@交易收购@@@@ GaN Systems。其@@他@@ IDM 也在@@做出重大努力和@@投资来加强其@@功率@@@@ GaN 活动@@@@。例如@@@@，意法半导体@@正在@@法国图@@尔建设其@@内部@@ 8 英寸@@ GaN 制造@@工厂@@。Nexperia 正在@@开发@@其@@@@ e-mode 技术@@，ROHM 则于@@@@ 2022 年@@凭借@@其@@@@ EcoGaN 150V 和@@ 650V 产@@品@@@@组合进入@@功率@@@@ GaN 市@@场@@。我们预计@@@@其@@他@@成熟的@@电力电子@@@@ IDM 将@@在@@未来@@几年@@通过@@并购或@@内部技术@@开发进入@@功率@@@@ GaN 行业@@。

到@@2023年@@，无晶圆厂商业模式仍将@@主@@导@@Power GaN生态系统@@@@。大多数无晶圆厂公司@@与@@台积电合作@@。与@@此同时@@@@@@，X-fab和@@BelGaN等@@其@@他@@代@@工厂正在@@吸引更多关注@@并获得更多市@@场@@份额@@。这@@两家代@@工厂没有内部外延@@@@，这@@对@@@@于@@@@外延@@业务@@来说@@是@@一个@@机会@@。IQE、Siltronic、Enkris 和@@ Soitec 等@@多家@@ Epihouse 已推出@@ 6 英寸@@和@@@@ 8 英寸@@硅@@基@@@@@@ GaN 外延@@片@@。例如@@@@，当需要@@二次采购时@@@@，代@@工厂和@@@@ Epihouse 也可以@@与@@@@ IDM 开展业务@@@@。我们已经看到@@意法半导体@@与@@台积电一起生产@@@@ MasterGaN 产@@品@@@@。

展望未来@@@@，我们预计@@@@一些无晶圆厂公司@@将@@被@@IDM收购@@。其@@他@@无晶圆厂或@@晶圆厂公司@@将@@通过@@扩展到@@其@@他@@市@@场@@和@@产@@品@@@@多元化来继续增长@@。例如@@@@，Navitas 通过@@收购@@@@ GeneSiC 进入@@ Power SiC 业务@@。为@@了保持业务@@的@@可持续发展@@@@，无晶圆厂公司@@需要@@投资代@@工厂和@@@@外延@@厂以@@确保产@@能@@。

截至@@@@ 2023 年@@，已有超过@@@@ 260 种商用@@器件@@@@，具有@@不同@@的@@解决方案@@@@来实现常关操作@@、广泛的@@电压额定值@@@@和@@多种封装@@类型@@@@。一般来说@@@@，GaN 厂商越来越多地提出引脚对@@引脚兼容@@的@@@@器件@@@@@@，因为@@@@一些最终用@@户需要@@为@@某些应用@@@@进行多源@@采购@@。

GaN HEMT的@@主@@要@@平台仍然是@@@@@@6英寸@@GaN-on-Si。与@@此同时@@@@@@，随着@@Innoscience提高产@@能@@，以@@及@@其@@他@@@@IDM公司@@建立@@8英寸@@生产@@线@@，例如@@@@位于@@图@@尔的@@意法半导体@@以@@及@@位于@@菲拉赫和@@居林的@@英飞凌@@@@，8英寸@@硅@@基@@@@@@氮化镓@@正在@@获得更多份额@@。我们预计@@@@到@@@@2028年@@8英寸@@将@@占硅@@片总需求@@的@@@@60%以@@上@@@@。

蓝宝石基@@氮化镓@@也用@@于@@功率@@应用@@@@@@，以@@6英寸@@为@@主@@要@@平台@@。截至@@@@2023年@@，PI仍然是@@@@Sapphire的@@主@@要@@用@@户@@，而@@transphorm正在@@开发@@1200V GaN-on-Sapphire器件@@，将@@于@@@@2024年@@提供@@样品@@@@。其@@他@@来自@@@@@@LED业务@@的@@初创公司@@和@@公司@@@@，例如@@@@来自@@@@@@Epistar的@@GaNrich ，正在@@利用@@@@其@@在@@@@蓝宝石上@@@@ GaN 外延@@方面的@@专业知识及其@@已安装的@@@@外延@@生长能力进入@@功率@@@@ GaN 市@@场@@。这@@些@@公司@@将@@面临开发@@ GaN HEMT 前端工艺的@@挑战@@，这@@与@@@@ GaN LED 不同@@。

展望未来@@@@，我们看到@@了一些创新@@，旨在@@使@@功率@@@@ GaN 达到@@@@更高的@@击穿电压@@（>1200V），例如@@@@垂直@@ GaN-on-GaN，以@@及@@通过@@使@@用@@@@电隔离衬底@@实现更多单片集成@@@@，例如@@@@ IMEC 在@@ GaN-on 方面的@@工作@@-SOI 或@@ GaN-on-QST。

SiC，跑向@@@@8英寸@@时@@代@@@@

据@@Yole报道@@，到@@ 2028 年@@，功率@@ SiC 器件@@市@@场@@将@@增长至@@近@@90美元@@。

三个市@@场@@正在@@推动@@功率@@碳化硅@@@@的@@增长@@。从@@销量和@@市@@场@@价值@@来看@@，纯电动@@汽车@@@@是@@@@最大@@的@@市@@场@@@@，而@@ 800V 电动@@汽车@@@@是@@@@ SiC 获得增长动@@力的@@最佳点@@@@。EV 直流充电@@器@@的@@部署预测@@与@@@@ xEV 出货量的@@快速增长一致@@。特@@别是@@@@，SiC 非常适合@@@@高功率@@模块@@@@化充电@@器@@@@。这@@将@@是@@功率@@碳化硅@@@@的@@下一个@@十亿@@美元@@@@市@@场@@@@。就@@能源@@供应而@@言@@@@，考虑到@@@@ 2022-28 年@@期间安装数量不断增加@@，它代@@表@@着一个@@价值@@数亿@@美元@@@@的@@市@@场@@@@。

其@@他@@应用@@@@包括@@工业@@电源@@@@、电机驱动@@@@@@、铁路等@@@@。

截至@@@@2023年@@，功率@@SiC的@@主@@要@@趋势是@@整合功率@@模块@@@@封装@@业务@@以@@增加收入@@。尽管@@ IDM 基@@于@@@@两种不同@@的@@晶圆采购策略@@，但@@截至@@@@@@ 2023 年@@，IDM 仍是@@@@ Power SiC 的@@主@@流商业模式@@。一些领先的@@@@ IDM 已垂直整合晶圆制造@@@@，以@@更好地控制整个处理流程@@，而@@另一些则决定专注@@于@@器件@@级别@@，不在@@内部整合@@ SiC 晶圆活动@@@@@@。

最近@@宣布@@的@@功率@@@@@@ SiC 领域@@的@@@@并购和@@合作伙伴关系揭示了每个参与@@者所采取的@@各种@@战略@@立场@@。它们涉及产@@能扩张@@、融资@@、确保晶圆供应@@、接近新市@@场@@或@@推广新技术@@@@。

截至@@@@2023年@@，6英寸@@是@@龙头厂商的@@主@@流@@SiC晶圆尺寸@@@@，基@@于@@@@这@@一成熟平台有多种产@@能扩张计划@@。

Wolfspeed 是@@唯一一家在@@@@ 8 英寸@@平台上@@进行部分生产@@的@@@@厂商@@，尽管@@多家厂商已宣布@@打算遵循这@@一战略@@决策@@。许多@@玩家展示了@@@@8英寸@@样品@@并发布了应对@@所有挑战的@@创新方法@@@@。然而@@@@，8 英寸@@ SiC 在@@成本@@@@、设备交货时@@间@@、良率以@@及@@最重要@@的@@晶圆可用@@性方面仍然更具挑战性@@。

在@@器件@@层面@@，市@@场@@上@@平面@@@@SiC晶体管和@@沟槽@@@@SiC晶体管并存@@。它们提供@@不同@@的@@好处@@，其@@使@@用@@@@取决于@@每个玩家的@@策略和@@目标应用@@@@@@。

东芝@@开发出首款@@2200V双碳化硅@@@@@@（SiC）MOSFET模块@@，助力工业@@设备@@的@@高效@@率和@@小型@@化@@@@

judy — Tue, 29 Aug 2023 07:02:21 +0000

东芝@@电子@@@@188足彩外围@@app 及存储@@装置株式会社@@（“东芝@@”）今日@@宣布@@@@，推出业界首款@@[1]2200V双碳化硅@@@@@@（SiC）MOSFET模块@@---“MG250YD2YMS3”。新模块@@采用@@@@东芝@@第@@3代@@SiC MOSFET芯片@@，其@@漏极@@@@电流@@@@@@（DC）额定值@@@@为@@@@250A，适用@@于@@@@光伏@@发电系统@@和@@储@@能系统@@@@等@@使@@用@@@@@@DC 1500V的@@应用@@@@@@。该@@产@@品@@@@于@@今日@@开始支持@@批量出货@@@@。

类似上@@述的@@工业@@应用@@@@通常@@使@@用@@@@@@DC 1000V或@@更低@@功率@@@@，其@@功率@@器件@@@@多为@@@@1200V或@@1700V产@@品@@@@。然而@@@@，预计@@未来@@几年@@内@@DC 1500V将@@得到@@广泛应用@@@@@@，因此@@东芝@@发布了业界首款@@2200V产@@品@@@@。

MG250YD2YMS3具有@@低@@导通损耗和@@@@0.7V（典型@@值@@@@）的@@低@@漏极@@@@@@-源@@极@@导通电压@@（传感器@@）[2]。此外@@，它还具有@@@@较低@@的@@开通@@和@@关断@@损耗@@@@，分别为@@@@14mJ（典型@@值@@@@）[3]和@@11mJ（典型@@值@@@@）[3]，与@@典型@@的@@硅@@@@（Si）IGBT相比@@@@降低@@@@了@@约@@@@90%[4]。这@@些@@特@@性@@均有助于@@提高设备效率@@@@@@。由@@于@@@@MG250YD2YMS3可实现较低@@的@@开关损耗@@，用@@户可采用@@@@模块@@数量更少@@的@@两电平电路取代@@@@传统的@@@@三电平电路@@，有助于@@设备的@@小型@@化@@@@。

东芝@@将@@不断创新@@，持续满足市@@场@@对@@高效@@率和@@工业@@设备@@小型@@化@@的@@需求@@@@@@。

应用@@@@：

工业@@设备@@
- 可再生能源@@@@发电系统@@@@（光伏@@发电系统@@等@@@@）
- 储@@能系统@@@@
- 工业@@设备@@用@@@@电机控制设备@@
- 高频@@DC-DC转换@@器@@等@@@@设备@@

特@@性@@：
- 低@@漏极@@@@-源@@极@@导通电压@@（传感器@@）：
VDS(on)sense＝0.7V（典型@@值@@@@）（ID＝250A、VGS＝＋20V、Tch＝25℃）
- 低@@开通@@损耗@@@@：
Eon＝14mJ（典型@@值@@@@）（VDD＝1100V、ID＝250A、Tch＝150℃）
- 低@@关断@@损耗@@@@：
Eoff＝11mJ（典型@@值@@@@）（VDD＝1100V、ID＝250A、Tch＝150℃）
- 低@@寄生电感@@@@：
LsPN＝12nH（典型@@值@@@@）

主@@要@@规@@格@@@@：

（除非另有说@@明@@，Ta＝25℃）

器件@@型@@号@@				MG250YD2YMS3
东芝@@封装@@名@@称@@				2-153A1A
绝对@@@@ 最大@@ 额定值@@@@	漏源@@电压@@VDSS（V）			2200
	栅源@@电压@@VGSS（V）			＋25／－10
	漏极@@电流@@@@（DC）ID（A）			250
	漏极@@电流@@@@（脉冲@@）IDP（A）			500
	结温@@Tch（℃）			150
	绝缘电压@@Visol（Vrms）			4000
电气@@ 特@@性@@	漏极@@-源@@极@@导通电压@@（传感器@@）： VDS(on)sense（V）	ID＝250A、VGS＝＋20V、 Tch＝25℃	典型@@值@@@@	0.7
	源@@极@@-漏极@@导通电压@@（传感器@@）： VSD(on)sense（V）	IS＝250A、VGS＝＋20V、 Tch＝25℃	典型@@值@@@@	0.7
	源@@极@@-漏极@@关断@@电压@@（传感器@@）： VSD(off)sense（V）	IS＝250A、VGS＝－6V、 Tch＝25℃	典型@@值@@@@	1.6
	开通@@损耗@@ Eon（mJ）	VDD＝1100V、 ID＝250A、Tch＝150℃	典型@@值@@@@	14
	关断@@损耗@@ Eoff（mJ）		典型@@值@@@@	11
	寄生电感@@LsPN（nH）		典型@@值@@@@	12

注@@：
[1] 采样范围仅限于@@双@@SiC MOSFET模块@@。数据@@@@基@@于@@@@东芝@@截至@@@@@@2023年@@8月@@的@@调研@@。
[2] 测量条件@@：ID＝250A、VGS＝＋20V、Tch＝25℃
[3] 测量条件@@：VDD＝1100V、ID＝250A、Tch＝150℃
[4] 截至@@@@2023年@@8月@@，东芝@@对@@@@2300V Si模块@@和@@@@新型@@@@SiC MOSFET芯片@@MG250YD2YMS3开关损耗进行比@@较@@（2300V Si模块@@的@@@@性能@@值@@是@@东芝@@根据@@@@@@2023年@@3月@@或@@之前发表@@的@@论文@@@@做出的@@预估@@）。

如@@需了解@@相关新产@@品@@@@的@@更多信息@@，请访问@@以@@下网@@址@@：

MG250YD2YMS3
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/mosfets/sic...

如@@需了解@@东芝@@碳化硅@@@@功率@@器件@@@@@@的@@更多信息@@，请访问@@以@@下网@@址@@：

碳化硅@@@@功率@@器件@@@@@@
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/sic-power-d...

关于@@@@东芝@@电子@@@@@@188足彩外围@@app 及存储@@装置株式会社@@

东芝@@电子@@@@188足彩外围@@app 及存储@@装置株式会社@@是@@先进的@@半导体@@和@@存储@@解决方案@@的@@领先供应商@@@@，公司@@累积了半个多世纪的@@经验和@@创新@@，为@@客户和@@合作伙伴提供@@分立@@半导体@@@@、系统@@LSI和@@HDD领域@@的@@@@杰出解决方案@@@@。

公司@@22,200名@@员工遍布世界@@各地@@，致力于@@实现产@@品@@@@价值@@的@@最大@@化@@，东芝@@电子@@@@188足彩外围@@app 及存储@@装置株式会社@@十分注@@重与@@客户的@@密切协作@@，旨在@@促进价值@@共创@@，共同开拓新市@@场@@@@，公司@@现已拥有超过@@@@8,598亿@@日@@元@@（62亿@@美元@@@@）的@@年@@销售@@额@@，期待为@@世界@@各地的@@人们建设更美好的@@未来@@@@并做出贡献@@。

如@@需了解@@有关@@@@东芝@@电子@@@@@@188足彩外围@@app 及存储@@装置株式会社@@的@@更多信息@@，请访问@@以@@下网@@址@@：https://toshiba-semicon-storage.com

多元融合高弹性电网@@初落地@@，电源@@和@@功率@@器件@@@@迎行业@@风口@@@@

judy — Wed, 23 Aug 2023 12:26:08 +0000

每到@@盛夏@@，我国江浙沿海一带就@@会出现电力紧张问题@@。因此@@，“高温下保供电@@”便成为@@@@各地的@@主@@要@@方针@@。同时@@@@，随着@@新能源@@汽车@@渗透率提升@@@@，电能供应的@@挑战会越来越大@@。为@@了能够更好地解决供电难题@@，多元融合高弹性电网@@成为@@@@电力能源@@领域@@的@@@@热@@门概念@@，并已经得到@@了初步的@@落实@@。

多元融合高弹性电网@@将@@分布式电源@@和@@储@@能系统@@@@融入电网@@系统@@中@@@@，具有@@明显的@@负载可调特@@性@@@@，有助于@@电力系统@@调度控制从@@传统的@@@@@@“源@@随荷@@动@@@@”向@@“源@@网@@荷@@储@@友好互动@@@@”模式转变@@。因此@@，在@@电网@@负荷@@不断增大的@@情况下@@@@，多元融合高弹性电网@@具有@@重要@@的@@战略@@意义@@。

在@@多元融合高弹性电网@@构建的@@过程中@@@@，两种类型@@的@@器件@@@@最为@@关键@@，一种是@@模拟@@电源@@@@，另一种是@@功率@@器件@@@@@@。同时@@@@，这@@也是@@贸泽电子@@@@官网@@销售@@的@@两大类主@@流器件@@@@，它们将@@和@@广大业者一起开启电网@@运转新时@@代@@@@。

多元融合下的@@新能源@@发电@@@@

多元融合高弹性电网@@具有@@高承载@@、高互动@@@@、高自@@愈@@、高性能@@四大核心特@@征@@，这@@就@@要@@求这@@种新式电网@@需要@@具备两个基@@础能力@@：其@@一是@@电网@@需要@@能灵活地应对@@大规@@模电力供应@@，其@@二是@@电网@@需要@@能允许大规@@模清洁能源@@动@@态性接入@@。

在@@第二点@@上@@@@，目前@@清洁能源@@发电@@拥有广泛的@@市@@场@@前景@@。根据@@@@国家能源@@局的@@统计数据@@@@@@，2022年@@国内@@@@新增清洁能源@@装机量为@@@@1.52亿@@千瓦@@，总装机量达到@@@@了@@@@12.13亿@@千瓦@@。截至@@@@2022年@@底@@，天然气@@、水电@@、核电@@、风电@@、太阳能@@发电等@@清洁能源@@消费@@量占能源@@消费@@总量的@@@@25.9%。近年@@来@@@@，这@@一占比@@稳定提升@@@@。

目前@@，太阳能@@和@@风能@@是@@清洁能源@@的@@主@@要@@来源@@@@@@，国家能源@@局在@@分享@@2022年@@1-6月@@份发电数据@@@@时@@表@@示@@@@，除了传统的@@@@火电和@@水电@@@@，太阳能@@和@@风能@@在@@份额上@@并列第三名@@@@，报告期内发电占比@@均为@@@@@@14%。

太阳能@@发电主@@要@@有两种形式@@，一种是@@光@@-热@@-动@@-电转换@@方式@@，另一种是@@光@@@@-电直接转换@@方式@@。不过@@，由@@于@@@@太阳能@@热@@发电的@@效率@@@@很低@@@@，导致其@@建站的@@成本@@甚至@@会达到@@@@火力发电站的@@@@5-6倍@@，因此@@光电直接转换@@是@@目前@@的@@主@@流@@，这@@种方式就@@是@@@@我们所说@@的@@光伏@@@@。

在@@光伏@@发电的@@大系统@@里@@，由@@光转化的@@电能有两条去路@@：蓄电池@@和@@@@电网@@@@。通往电网@@的@@光伏@@发电系统@@主@@要@@包含四部分@@，分别是@@@@光伏@@矩阵@@、光伏@@控制器@@、逆变器@@和@@@@交流负载端@@。这@@里面@@，逆变器@@的@@作用@@是@@将@@太阳能@@电池@@板所发的@@直流电转化成能够并网@@使@@用@@@@的@@交流电@@。

话虽如@@此@@，逆变器@@的@@工作却并不简单@@。逆变器@@需要@@通过@@开关电源@@@@@@、变压器@@、滤波@@器@@、IGBT等@@器件@@顺应电网@@的@@电压和@@频率要@@求@@，调整输出电压的@@波@@形@@、频率和@@相位@@，以@@实现与@@电网@@同步@@，如@@此才能实现并网@@@@。

逆变器@@也担负着功能安全@@的@@使@@命@@，具备一定的@@控制和@@保护功能@@，比@@如@@@@过压@@、过流@@、短路@@、过温等@@@@，确保系统@@的@@稳定运行@@。另外@@，逆变器@@也需要@@具备一定的@@动@@态调节能@@力@@，以@@保证系统@@在@@最大@@功率@@@@点@@追踪@@(MPPT)下运行@@。

在@@整个光伏@@逆变器@@@@中@@@@，IGBT是@@核心部件@@@@，占到@@光伏@@逆变器@@@@价值@@量的@@@@15%-20%。不同@@的@@光伏@@电站需要@@的@@@@IGBT产@@品@@@@略有不同@@@@，比@@如@@@@集中@@式光伏@@主@@要@@采用@@@@@@IGBT模块@@，而@@分布式光伏@@主@@要@@采用@@@@@@IGBT单管或@@模块@@@@。从@@某种意义上@@讲@@，IGBT的@@性能@@水平直接决定了光伏@@逆变器@@@@的@@性能@@水平@@。

我们都知道@@IGBT是@@靠驱动@@@@器@@对@@其@@性能@@进行整体调控@@，驱动@@@@器@@的@@好坏直接影响@@IGBT的@@动@@态性能@@@@，并且@@@@和@@@@IGBT的@@稳定性和@@成本@@息息相关@@。在@@这@@里我们为@@大家推荐一款来自@@@@制造@@商@@安森美@@@@（onsemi）的@@IGBT驱动@@@@器@@NCD5700x，这@@款器件@@在@@贸泽电子@@@@官网@@上@@的@@料号为@@@@NCD57000DWR2G。

图@@1：NCD5700x大电流@@@@IGBT驱动@@@@器@@（图@@源@@@@：贸泽电子@@@@）

安森美@@NCD5700x是@@内置电流@@隔离的@@大电流@@@@单沟道@@IGBT驱动@@@@器@@，可在@@高功率@@应用@@@@中@@@@提供@@高系统@@性能@@和@@可靠@@性@@。相关器件@@具有@@高度灵活的@@动@@态@@IGBT性能@@调节能@@力@@。

图@@2：NCD5700x大电流@@@@IGBT驱动@@@@器@@系统@@框图@@@@@@@@（图@@源@@@@：安森美@@）

NCD5700x大电流@@@@IGBT驱动@@@@器@@具有@@低@@输出阻抗@@，用@@于@@增强型@@@@IGBT驱动@@@@；可适应输入侧上@@的@@@@5V和@@3.3V信号@@，以@@及@@驱动@@@@器@@侧上@@的@@宽偏置电压范围@@，包括@@负电压功能@@；具有@@互补输入和@@精确@@UVLO，还可提供@@@@独立的@@高侧和@@低@@侧@@（OUTH和@@OUTL）驱动@@@@器@@输出@@。

图@@3：UVLO示意图@@@@（图@@源@@@@：安森美@@）

NCD5700x大电流@@@@IGBT驱动@@@@器@@具有@@出色的@@@@安全@@特@@性@@@@，包括@@漏极@@开路故障和@@就@@绪输出@@、有源@@米勒钳位@@、DESAT保护以@@及@@@@DESAT软关断@@特@@性@@等@@@@。并且@@@@，相关器件@@的@@输入和@@输出之间@@保证了@@8mm的@@爬电距离@@，以@@满足增强的@@安全@@绝缘要@@求@@。

除了应用@@@@于@@太阳能@@逆变器@@@@领域@@@@，NCD5700x大电流@@@@IGBT驱动@@@@器@@还可用@@于@@电机控制@@、不间断电源@@@@(UPS)、焊接和@@工业@@电源@@等@@丰富场景中@@@@。

储@@能系统@@@@让@@电网@@更具弹性@@

根据@@@@国网@@浙江电力研究院联合北京交通大学发布的@@名@@为@@@@《多元融合高弹性电网@@关键技术@@综述@@》论文@@@@，在@@多元融合高弹性电网@@系统@@里@@，采用@@@@了非常多的@@创新型@@技术@@@@，包括@@系统@@级模型@@@@构建技术@@@@、柔性直流输电技术@@@@、高效@@运行控制技术@@@@、大数据@@@@技术@@@@、云计算技术@@以@@及@@储@@能技术@@等@@@@。

其@@中@@@@，储@@能技术@@被认为@@@@是@@解决电网@@负荷@@波@@动@@问题的@@重要@@手段@@，受到@@了全@@球@@各国家和@@地区的@@重点@@关注@@@@@@。

在@@我国@@，根据@@@@国家发改委的@@统计数据@@@@@@，截至@@@@2022年@@底@@，全@@国已投运新型@@储@@能项@@目装机规@@模达@@870万千瓦@@，平均储@@能时@@长约@@@@2.1小时@@@@，比@@2021年@@底@@增长@@110%以@@上@@@@；从@@2022年@@新增装机技术@@占比@@来看@@，锂离子电池@@储@@能技术@@占比@@达@@94.2%，占据@@市@@场@@主@@导地位@@。

从@@系统@@规@@模来看@@，相较@@于@@@@工商业储@@能系统@@@@和@@移动@@储@@能系统@@@@@@，应用@@@@于@@电网@@负荷@@调整的@@储@@能系统@@@@均属于@@大型@@储@@能系统@@@@@@，通常@@以@@集装箱作为@@@@载体@@，在@@其@@中@@@@组装了电池@@系统@@@@、能量管理系统@@@@、电池@@管理系统@@@@(BMS)、变流器系统@@@@(PCS)、冷却系统@@@@、消防系统@@以@@及@@照明和@@监控系统@@@@。这@@些@@大型@@储@@能系统@@@@既可以@@用@@于@@清洁能源@@发电@@端@@，也可以@@用@@于@@用@@户端的@@电力辅助和@@分时@@用@@电@@。

储@@能系统@@@@的@@性能@@高低@@主@@要@@决定于@@系统@@中@@的@@@@元器件@@@@。综合@@器件@@的@@性能@@特@@点@@和@@储@@能系统@@@@需求@@来看@@，SiC（碳化硅@@@@）MOSFET是@@一个@@理想的@@选择@@，可以@@用@@于@@电池@@充放电控制和@@能量管理@@。其@@低@@导通压降和@@高功率@@密度@@特@@性@@使@@其@@能够实现高效@@的@@能量@@转换@@和@@快速响应@@。并且@@@@，SiC MOSFET具有@@低@@漏电流@@特@@性@@@@，让@@系统@@损耗得以@@进一步减少@@。

下面我们为@@大家推荐一款来自@@@@安森美@@的@@@@@@NXH006P120MNF2PTG半桥@@SiC模块@@，该@@器件@@在@@贸泽电子@@@@官网@@上@@的@@料号为@@@@NXH006P120MNF2PTG。

图@@4：NXH006P120MNF2PTG半桥@@SiC模块@@（图@@源@@@@：贸泽电子@@@@）

如@@下图@@所示@@@@，NXH006P120MNF2PTG半桥@@SiC模块@@具有@@两个@@6mΩ 1200V SiC MOSFET开关和@@@@1个热@@敏电阻@@，采用@@@@F2封装@@。器件@@内部的@@@@SiC MOSFET开关使@@用@@@@@@M1技术@@，由@@18V-20V栅极驱动@@@@@@。另外@@，NXH006P120MNF2模块@@采用@@@@平面@@技术@@@@，裸片热@@阻低@@@@，因此@@可靠@@性高@@。

图@@5：NXH006P120MNF2PTG系统@@框图@@@@@@（图@@源@@@@：安森美@@）

在@@应用@@@@方面@@，除了可用@@于@@电网@@端的@@大型@@储@@能系统@@@@@@，NXH006P120MNF2PTG半桥@@SiC模块@@面向@@的@@应用@@@@@@场景还包括@@@@@@DC-AC转换@@、DC-DC转换@@、AC-DC转换@@ 、UPS、电动@@汽车@@@@充电@@站和@@太阳能@@逆变器@@@@等@@@@。

强化传统电网@@的@@基@@础设施@@@@

我们上@@述提到@@了多项@@可用@@于@@多元融合高弹性电网@@的@@关键技术@@@@@@，比@@如@@@@系统@@级模型@@@@构建技术@@@@、云计算技术@@和@@大数据@@@@技术@@@@等@@@@，让@@我们能够清晰地认识到@@@@，多元融合高弹性电网@@是@@一种高度依赖数据@@@@系统@@的@@新型@@@@电网@@@@。

从@@复杂度上@@讲@@，由@@于@@@@融合了新能源@@@@、物联网@@@@、储@@能和@@人工智能等@@创新技术@@@@，多元融合高弹性电网@@相较@@于@@@@传统电网@@会更加复杂@@。而@@在@@这@@套复杂的@@系统@@中@@@@@@，需要@@提前将@@一些功能单元和@@负载保护起来@@，让@@它们免受电网@@波@@动@@和@@雷击浪涌@@、高压冲击等@@伤害@@，这@@便是@@隔离器件@@在@@电网@@中@@起到@@的@@作用@@@@。同时@@@@，有了隔离器件@@@@，多元融合高弹性电网@@的@@运维也更加高效@@和@@安全@@@@。

接下来我们介绍@@的@@器件@@@@便是@@一款隔离器@@，来自@@@@制造@@商@@TI，贸泽电子@@@@官网@@上@@该@@器件@@的@@料号为@@@@ISOW7721DFMR。

图@@6：ISOW7721双通道数字隔离器@@（图@@源@@@@：贸泽电子@@@@）

TI 的@@ISOW7721双通道数字隔离器@@是@@一款电流@@隔离数字隔离器@@，集成@@了低@@排放高效@@功率@@转换@@器@@@@，能够提供@@高达@@@@550mW隔离电源@@@@。该@@功能消除了在@@空间受限的@@隔离式设计中@@对@@单独的@@隔离式电源@@的@@需求@@@@@@。在@@隔离性能@@上@@@@，该@@器件@@提供@@增强型@@和@@@@基@@础型@@隔离选项@@@@@@。

图@@7：ISOW7721双通道数字隔离器@@系统@@框图@@@@@@@@（图@@源@@@@：TI）

ISOW7721拥有高效@@率输出功率@@@@，最大@@负载时@@的@@效率@@@@为@@@@46%，可提供@@@@高达@@@@0.55W的@@输出功率@@@@，VISOOUT精度为@@@@±5%，可用@@负载电流@@@@高达@@@@110mA（5V至@@5V时@@）、140mA（5V至@@3.3V时@@）或@@者@@60mA（3.3V至@@3.3V时@@）。如@@果@@需要@@额外@@功率@@@@，ISOW7721支持@@多器件@@连接@@@@，在@@系统@@中@@使@@用@@@@两个器件@@将@@集成@@功率@@输出提高到@@@@@@>1W和@@>200mA。

除了可用@@于@@电网@@基@@础设施@@@@，ISOW7721还可应用@@@@于@@电机控制@@、工业@@自@@动@@化@@、医疗设备和@@测试测量等@@领域@@@@。

建设多元融合高弹性电网@@乃大势所趋@@

能源@@技术@@@@、通信@@技术@@@@、控制技术@@等@@领域@@的@@@@高速发展@@@@，让@@建设多元融合高弹性电网@@成为@@@@可能@@。在@@全@@球@@主@@要@@国家和@@地区推动@@@@“双碳目标@@”落地的@@过程中@@@@，建设多元融合高弹性电网@@也有其@@必要@@性@@，是@@提升@@电能稳定供应的@@有效手段@@。随着@@相关项@@目逐步落地@@，电网@@将@@逐步体现出经济高效@@@@、绿色@@低@@碳的@@优良特@@性@@@@。

不过@@，必须要@@强调的@@是@@@@，多元融合高弹性电网@@并不是@@对@@现有电网@@进行粗暴的@@改造@@，这@@样@@做往往会事倍@@功半@@。多元融合高弹性电网@@是@@对@@电网@@@@“源@@-网@@-荷@@-储@@”进行全@@面的@@智能化升级@@，需要@@因地制宜@@，将@@存量资源@@@@和@@增量资源@@@@有机结合@@@@，这@@才是@@真正的@@柔性电网@@@@，真正的@@可持续发展@@@@。

本文@@转载自@@@@：贸泽电子@@@@微信公众号@@@@

SiC功率@@半导体@@@@市@@场@@@@，如@@何才能成为@@@@头部玩家@@？

judy — Wed, 16 Aug 2023 03:10:31 +0000

本文@@转载自@@@@：贸泽电子@@@@微信公众号@@@@

在@@功率@@电子@@@@领域@@@@，要@@论如@@今@@炙手可热@@的@@器件@@@@@@，SiC要@@说@@是@@第二@@，就@@没有人敢说@@第一了@@。随着@@原有的@@@@Si基@@功率@@半导体@@@@器件@@逐渐接近其@@物理极限@@，由@@第三代@@@@SiC功率@@器件@@@@接棒来冲刺更高的@@性能@@@@，已经是@@大势所趋@@。

与@@传统的@@@@@@Si材料@@相比@@@@@@，SiC具有@@更宽的@@禁带@@，以@@及@@更高的@@击穿电场@@、热@@导率@@和@@工作温度@@，这@@决定了基@@于@@@@@@SiC的@@功率@@@@器件@@@@@@性能@@优势@@明显@@。具体来讲@@：

SiC的@@禁带是@@@@Si的@@3倍@@，可转化为@@高@@10倍@@的@@击穿电场@@，因此@@有利于@@实现更高电压@@@@（如@@1,200V或@@更高@@）的@@功率@@@@器件@@@@@@。

较高的@@击穿电场令@@SiC器件@@具有@@更薄的@@漂移层或@@更高@@的@@掺杂浓度@@，因此@@SiC器件@@与@@具有@@相同击穿电压的@@@@Si器件@@相比@@@@@@，具有@@更低@@的@@电阻@@，功耗更低@@@@。

SiC的@@热@@导率@@是@@硅@@@@的@@@@3倍@@，这@@意味着@@功率@@损耗产@@生的@@热@@量更容易传导出去@@，以@@实现更佳的@@散热@@@@特@@性@@@@。

由@@于@@@@具有@@较高的@@熔点@@@@，理论上@@@@SiC器件@@的@@工作温度可达@@200°C以@@上@@@@，对@@外部冷却的@@需求@@@@显著降低@@@@@@，有利于@@降低@@@@冷却系统@@@@的@@成本@@@@。

基@@于@@@@SiC设计的@@单极器件@@@@（如@@高压@@MOSFET），理论上@@@@不产@@生尾电流@@@@，因此@@相较@@于@@@@@@Si IGBT，SiC MOSFET具有@@更低@@的@@开关损耗和@@更高性能@@的@@体二极管@@@@，可实现更高的@@开关频率@@@@。开关频率的@@提高@@，意味着系统@@设计时@@可以@@选用@@更小@@的@@外围@@188足彩外围@@app ，可以@@让@@系统@@尺寸@@@@更为@@紧凑@@。

SiC器件@@的@@芯片@@面积更小@@@@，产@@生的@@栅极电荷@@@@和@@电容也更小@@@@，这@@些@@特@@性@@使@@其@@在@@@@实现更高的@@开关速度@@@@同时@@@@@@，可以@@降低@@@@开关损耗@@。

总之@@，采用@@@@SiC功率@@器件@@@@可以@@让@@功率@@电子@@@@系统@@实现更高电压@@@@、更低@@功耗@@、更高效@@@@率@@、更小@@尺寸@@@@……除了成本@@较高外@@，完全@@碾压@@Si功率@@器件@@@@应该@@是@@毫无悬念@@。

电动@@汽车@@@@拉动@@@@SiC市@@场@@成长@@

不过@@，也正是@@成本@@高@@、产@@能低@@@@、配套技术@@生态欠完善等@@因素@@，在@@相当长的@@一段时@@间里制约@@了@@SiC器件@@在@@商业领域@@的@@@@渗透速度@@。这@@种状况一直持续到@@了@@2018年@@。

这@@一年@@@@，电动@@汽车@@@@领域@@发生的@@一件事@@，极大地改变了@@SiC半导体@@的@@市@@场@@走向@@@@——特@@斯拉@@宣布@@@@，在@@Model 3的@@主@@驱逆变器@@@@上@@采用@@@@了@@650V SiC MOSFET，使@@得@@逆变器@@效率@@提升@@了@@5%-8%，进而@@让@@电动@@车的@@续航显著提升@@@@。从@@此@@，一石激起千层浪@@，电动@@汽车@@@@领域@@的@@@@玩家纷纷跟进@@，掀起了@@SiC器件@@市@@场@@的@@一阵热@@潮@@。

众所周知@@，汽车@@电气@@化的@@进程势不可挡@@。根据@@@@IHS Markit的@@预测@@@@，2025年@@全@@球@@将@@有@@45%的@@汽车@@@@生产@@实现电气@@化@@，全@@年@@将@@销售@@约@@@@4,600万辆@@电动@@汽车@@@@@@；而@@到@@@@2030年@@，这@@两个数字将@@上@@升到@@@@57%和@@6,200万辆@@。

而@@且@@@@，在@@电动@@@@汽车@@@@中@@@@，除了主@@驱逆变器@@@@外@@，车载@@充电@@机@@ (OBC)、电源@@转换@@系统@@@@ (DC/DC) 以@@及@@充电@@桩等@@功率@@电子@@@@设备都将@@为@@@@SiC器件@@提供@@巨大的@@应用@@@@@@空间@@。更为@@重要@@的@@是@@@@，随着@@对@@更大功率@@@@@@、更高电压@@、高效@@电源@@转换@@小型@@化@@设计的@@需求@@@@@@，SiC器件@@在@@很多@@应用@@@@中@@@@都将@@成为@@@@不二之选@@。伴随着@@电动@@汽车@@@@@@市@@场@@的@@成长@@，SiC的@@需求@@@@也将@@呈现出更为@@陡峭的@@上@@行趋势@@。

图@@1：汽车@@电气@@化拉动@@@@SiC需求@@的@@增长@@（图@@源@@@@：安森美@@）

当然@@，与@@Si器件@@相比@@@@@@，单颗@@@@SiC器件@@及其@@功率@@电子@@@@系统@@解决方案@@价格@@仍然较高@@。但@@也有人测算过@@，电动@@汽车@@@@逆变器@@使@@用@@@@@@SiC解决方案@@后@@, 可以@@让@@整车功耗减少@@5%-10%，虽然@@由@@此@@会增加逆变器@@模组的@@成本@@@@，但@@可以@@有效降低@@@@电池@@@@、散热@@@@、空间占用@@等@@成本@@@@，综合@@计算下来可使@@整车成本@@节省约@@@@2,000美元@@左@@右@@@@。这@@样@@的@@结论@@@@，显然@@是@@@@SiC半导体@@市@@场@@的@@强心剂@@。

每一个@@行业@@@@“风口@@”都会吸引更多的@@玩家进入@@@@，SiC半导体@@市@@场@@也不例外@@。不过@@鉴于@@汽车@@行业@@的@@特@@殊性@@，这@@个@@领域@@的@@@@@@“金主@@@@”往往对@@于@@@@元器件@@供应商@@的@@选择更为@@苛刻@@，只有@@SiC领域@@头部的@@元器件@@厂商才有机会进入@@他们的@@法眼@@。

在@@SiC的@@头部玩家中@@@@，安森美@@(onsemi)是@@表@@现颇为@@亮眼的@@一家@@。只要@@简单地搜索金博宝娱乐@@ 我们就@@会发现@@，仅在@@@@2023年@@公开宣布@@采用@@@@安森美@@@@ EliteSiC系列@@SiC产@@品@@@@或@@开展长期深度合作的@@车企和@@电动@@汽车@@@@领域@@的@@@@技术@@供应商@@@@，就@@包括@@现代@@汽车@@@@、起亚集团@@、大众汽车@@@@、极氪智能科技@@(ZEEKR)、Kempower、纬湃科技@@ (Vitesco)、博格@@华纳@@ (BorgWarner) 等@@。之所以@@会得到@@行业@@的@@厚爱@@，与@@安森美@@背后坚实的@@实力支撑不无关系@@。

直击市@@场@@痛点@@的@@产@@品@@@@@@@@

想要@@跻身一个@@领域@@头部玩家的@@俱乐部@@，首当其@@冲的@@当然@@是@@要@@有能够满足市@@场@@需求@@的@@过硬产@@品@@@@@@。

以@@电动@@汽车@@@@来讲@@，提升@@续航里程@@和@@缩短充电@@时@@间@@是@@当下的@@主@@要@@痛点@@@@，也是@@决定消费@@者购买决策的@@关键@@。而@@想要@@解决这@@个@@痛点@@@@，提升@@电动@@汽车@@@@电池@@组的@@电压@@，从@@目前@@的@@@@400V平台迁移到@@@@800V平台是@@至@@关重要@@的@@一步@@。此举的@@好处有两点@@@@：一方面@@，在@@充电@@模式下@@@@，较高的@@电池@@电压会降低@@@@电池@@充电@@所需的@@电流@@@@，并且@@@@缩短充电@@时@@间@@@@；另一方面@@@@，在@@车辆行驶时@@@@，较高的@@电压可以@@在@@保持功率@@水平不变的@@情况下@@@@，增加电机功率@@输出或@@提高系统@@效率@@@@。

而@@实现@@800V的@@架构@@@@，需要@@车辆中@@其@@他@@的@@功率@@@@电子@@@@系统@@都进行相应的@@升级@@。具体到@@@@OBC，在@@设计升级时@@有两个因素十分关键@@：电压和@@开关频率@@，而@@这@@正好都是@@@@SiC器件@@的@@强项@@@@。

安森美@@推出的@@@@1200V EliteSiC M3S MOSFET就@@是@@@@800V OBC及相关应用@@@@的@@理想选择@@。

图@@2：1200V EliteSiC M3S MOSFET（图@@源@@@@：安森美@@）

先从@@电压上@@来看@@。系统@@架构@@采用@@@@更高的@@电压@@，自@@然要@@求功率@@器件@@@@具有@@更高的@@@@阻断电压能力@@。想要@@满足@@800V电池@@平台的@@要@@求@@，Si功率@@器件@@@@显然@@是@@@@难于@@胜任的@@@@，650V等@@千伏以@@下的@@@@SiC也不适用@@@@，而@@1200V的@@EliteSiC M3S MOSFET则正好可堪重任@@，支持@@更高功率@@@@OBC的@@设计@@。

此外@@，1200V EliteSiC M3S MOSFET与@@前代@@@@M1系列@@产@@品@@@@@@相比@@@@@@，还有一个@@重要@@的@@优化@@@@，就@@是@@@@在@@开关性能@@上@@@@。这@@些@@MOSFET导通电阻极低@@@@（包括@@ 13 / 22 / 30 / 40 / 70mΩ），以@@符合车规@@的@@@@NVH4L022N120M3S为@@例@@，其@@在@@@@1200V时@@的@@导通电阻@@RDS(ON)低@@至@@@@22mΩ。根据@@@@安森美@@提供@@的@@测试数据@@@@@@，这@@款器件@@需要@@的@@总栅极电荷@@@@QG(TOT)相比@@@@上@@一代@@的@@@@@@M1 MOSFET更少@@，这@@大大降低@@@@了@@栅极驱动@@@@@@器@@的@@灌电流@@和@@拉电流@@@@。在@@默认@@VGS(OP) = +18V的@@情况下@@，M3S的@@电荷@@仅为@@@@@@135nC，与@@M1相比@@@@，RDS(ON)*QG(TOT)中@@的@@@@FOM（品@@质因数@@）减小了@@44%，这@@就@@意味着在@@导通电阻@@RDS(ON)相同的@@情况下@@@@，M3S MOSFET只需要@@@@其@@他@@器件@@@@56%的@@开关栅极电荷@@@@。

与@@M1相比@@@@，M3S在@@其@@寄生电容@@COSS中@@存储@@的@@能量@@@@EOSS更少@@，因此@@在@@更轻@@的@@负载下具有@@更高的@@@@效率@@@@。如@@图@@@@3所示@@，M3S的@@开关性能@@大幅改善@@——EOFF相比@@@@M1降低@@@@了@@40%，EON降低@@@@了@@20-30%，总开关损耗降低@@@@了@@@@34%。在@@高开关频率应用@@@@中@@@@@@，这@@将@@消除导通电阻@@RDS(ON)温度系数较高的@@缺点@@@@。

图@@3：M3S MOSFET电感开关损耗@@（图@@源@@@@：安森美@@）

支持@@更高的@@电压@@，有助于@@实现更高的@@功率@@@@@@@@，让@@充电@@更快@@，还可以@@减少@@整车所需的@@电流@@@@，从@@而@@降低@@@@电源@@系统@@@@、电池@@和@@@@OBC之间@@的@@电缆成本@@@@；开关频率的@@提升@@@@，有助于@@系统@@设计人员使@@用@@@@更小@@的@@电感器@@、变压器@@和@@电容器@@等@@储@@能@@188足彩外围@@app ，从@@而@@缩小系统@@体积@@，实现更紧凑的@@尺寸@@@@，为@@车辆中@@其@@他@@组件提供@@更多的@@空间@@——1200V EliteSiC M3S MOSFET的@@这@@两点@@优势@@@@，刚好命中@@了电动@@汽车@@@@客户的@@需求@@@@痛点@@@@，这@@显然@@是@@@@让@@他们@@“下单@@”很具有@@说@@服力的@@理由@@@@，当然@@也是@@安森美@@能够在@@@@SiC竞争中@@获得先发优势@@的@@一大主@@要@@原因@@。

完整的@@@@SiC产@@品@@@@布局@@@@

值@@得注@@意的@@是@@@@，像@@1200V M3S MOSFET这@@样@@能够直击市@@场@@痛点@@的@@产@@品@@@@@@@@@@，在@@安森美@@的@@@@@@EliteSiC系列@@产@@品@@@@@@中@@还有很多@@@@，丰富的@@产@@品@@@@@@组合是@@为@@广泛功率@@电子@@@@应用@@@@提供@@@@SiC整体解决方案@@的@@关键@@，也是@@安森美@@深厚技术@@积淀的@@体现@@。

从@@产@@品@@@@类别@@上@@看@@，目前@@安森美@@@@ EliteSiC系列@@包括@@@@SiC二极管@@、SiC MOSFET、SiC模块@@和@@@@Si/SiC混合模块@@四个子类@@，这@@意味着@@客户无论是@@希望激进地研发全@@@@SiC的@@产@@品@@@@@@，还是@@选择一种稳妥的@@渐进式升级路径@@，都可以@@在@@@@EliteSiC产@@品@@@@组合中@@找到@@相应的@@解决方案@@@@@@。

而@@从@@各个子类中@@@@，更是@@能看出安森美@@@@ SiC产@@品@@@@的@@丰富和@@多样性@@。比@@如@@@@在@@@@SiC MOSFET类别@@，安森美@@的@@@@产@@品@@@@就@@包括@@@@650V、900V、1200V和@@1700V电压级别@@，而@@且@@@@陆续研发出了三代@@产@@品@@@@@@，每一代@@产@@品@@@@都根据@@@@特@@定市@@场@@应用@@@@的@@需求@@@@进行了迭代@@优化@@@@。

M1系列@@

安森美@@的@@@@初代@@@@SiC MOSFET，主@@推@@1200V器件@@，适用@@于@@@@工业@@@@和@@汽车@@应用@@@@@@，支持@@20kHz范围内工作的@@系统@@@@，着重在@@低@@导通损耗和@@稳定可靠@@性方面进行了优化@@@@。

M2系列@@

主@@要@@包括@@@@650V和@@900V器件@@，覆盖千伏以@@下较低@@电压的@@应用@@@@@@@@，并提供@@了针对@@@@这@@些@@电压级别@@而@@优化@@的@@新型@@@@单元结构@@@@。

M3系列@@

1200V器件@@，特@@别针对@@快速开关@@应用@@@@进行了优化@@@@@@。上@@文@@提到@@的@@@@M3S MOSFET就@@是@@@@M3系列@@下的@@一个@@子系列@@@@。

表@@1：EliteSiC MOSFET各个系列@@特@@性@@@@（资料来源@@@@@@：安森美@@）

随着@@市@@场@@的@@发展@@@@，EliteSiC MOSFET的@@产@@品@@@@@@组合还在@@不断丰富和@@延展@@。比@@如@@@@在@@@@2023年@@初推出的@@@@1700V EliteSiC MOSFET (NTH4L028N170M1），就@@是@@@@面向@@可再生能源@@@@领域@@而@@设计的@@产@@品@@@@@@@@——由@@此@@可见@@@@，虽然@@当下电动@@汽车@@@@市@@场@@@@SiC的@@行情如@@火如@@荼@@，但@@是@@@@安森美@@也没有放松在@@其@@他@@应用@@@@领域@@的@@@@产@@品@@@@@@布局@@@@@@。

可再生能源@@@@应用@@@@正不断向@@更高的@@电压发展@@@@，其@@中@@@@太阳能@@系统@@@@直流母线@@正从@@@@1100V向@@1500V演进@@。为@@了支持@@这@@一技术@@变革@@，就@@需要@@具有@@更高击穿电压@@ (BV) 的@@MOSFET提供@@支持@@@@。安森美@@的@@@@1700V EliteSiC MOSFET显然@@就@@是@@@@为@@此@@而@@打造的@@@@，其@@Vgs范围为@@@@-15V/25V，适用@@于@@@@栅极电压提高到@@@@@@-10V的@@快速开关@@应用@@@@@@，且@@具有@@更高的@@@@系统@@可靠@@性@@。在@@1200V、40A的@@测试条件下@@，1700V EliteSiC MOSFET的@@栅极电荷@@@@(Qg) 仅为@@@@200nC，这@@一特@@性@@对@@于@@@@在@@更快开关速度@@@@、更高功率@@的@@可再生能源@@@@应用@@@@中@@@@实现高能效至@@关重要@@@@。

图@@4：1700V EliteSiC MOSFET（图@@源@@@@：安森美@@）

显然@@，不断扩大@@EliteSiC系列@@产@@品@@@@@@的@@深度和@@广度@@，是@@安森美@@的@@@@@@SiC战略@@中@@很重要@@的@@一部分@@。这@@种全@@面的@@布局@@@@，使@@得@@安森美@@有能力响应客户的@@各种@@设计需求@@@@，同时@@@@也不会错失现在@@@@和@@未来@@任何一个@@市@@场@@风口@@@@。

垂直整合的@@@@SiC产@@业链@@

随着@@SiC市@@场@@的@@大热@@@@，在@@未来@@一段时@@间@@，下游厂商都难免受到@@@@SiC器件@@产@@能吃紧这@@一瓶颈的@@困扰@@。为@@此@@，很多@@系统@@厂商都会采用@@@@和@@@@SiC器件@@供应商@@签署长期供货协议这@@种深度绑定的@@方式@@，来规@@避相应的@@供应链风险@@。这@@时@@@@，对@@SiC半导体@@厂商产@@能和@@质量稳健性的@@要@@求就@@显得尤为@@重要@@了@@。

安森美@@对@@此@@的@@应对@@举措就@@是@@@@@@，对@@整个@@SiC产@@业链@@进行垂直整合@@，将@@影响产@@能和@@产@@品@@@@品@@质的@@要@@素紧紧掌握在@@自@@己的@@手中@@@@！

通过@@一系列@@的@@收购@@@@和@@整合工作@@，目前@@安森美@@@@已经实现了@@@@SiC器件@@生产@@制造@@能力@@的@@垂直整合@@@@，是@@目前@@世界@@上@@为@@数不多能够提供@@从@@衬底@@制备@@到@@模块@@制造@@端到@@端@@@@SiC方案的@@供应商@@@@，涵盖@@SiC材料@@生长@@、衬底@@、外延@@、器件@@制造@@@@、模块@@集成@@和@@分立@@封装@@等@@在@@内的@@整个制造@@流程@@。此举无疑为@@安森美@@的@@@@@@SiC供应链带来了易于@@扩展@@、成本@@优化@@的@@优势@@@@。

图@@5：安森美@@i的@@垂直整合@@SiC制造@@能力@@（图@@源@@@@：安森美@@）

而@@且@@@@在@@整个制造@@流程中@@@@，安森美@@实施了全@@面的@@可靠@@性和@@质量测试@@，以@@避免产@@品@@@@出现缺陷@@。安森美@@的@@@@所有@@SiC产@@品@@@@都在@@@@100%额定电压和@@@@175°C下经验证合格@@@@；还具有@@@@100%雪崩额定值@@@@@@，具有@@固有的@@栅极氧化物可靠@@性@@，并经过宇宙辐射测试@@；同时@@@@还会对@@@@SiC外延@@生长前后进行缺陷扫描@@。

除了上@@述对@@制造@@能力@@的@@垂直整合@@@@，安森美@@也在@@着力打造更完善的@@@@SiC器件@@应用@@@@开发生态@@，包括@@专家支持@@@@、设计工具@@@@、仿真工具@@@@，以@@及@@详尽的@@技术@@@@文@@档等@@@@，以@@响应客户设计和@@开发各个阶段的@@需求@@@@@@。

其@@中@@@@的@@@@安森美@@新发布的@@@@Elite Power仿真工具@@@@就@@是@@@@一个@@亮点@@@@。这@@款仿真工具@@@@能够准确呈现出采用@@@@@@EliteSiC系列@@产@@品@@@@@@包括@@@@EliteSiC边界情形的@@电路运行情况@@，帮@@助电力电子@@工程师加快设计的@@上@@市@@速度@@。

图@@6：Elite Power 仿真工具@@@@配以@@@@ PLECS，助力开发者快速设计出整合@@EliteSiC产@@品@@@@的@@电源@@应用@@@@@@（图@@源@@@@：安森美@@）

安森美@@的@@@@这@@些@@努力无疑会让@@公司@@围绕@@SiC构建的@@技术@@@@支持@@体系更为@@完善@@，从@@宏观的@@角度上@@看@@，也是@@在@@弥补整个@@SiC产@@业链@@上@@的@@缺环@@，以@@做大整个@@SiC的@@市@@场@@蛋糕@@。

本文@@小结@@

根据@@@@Yole的@@预测@@@@，从@@2021到@@2027年@@，全@@球@@SiC功率@@器件@@@@市@@场@@规@@模将@@从@@@@@@10.90亿@@美元@@@@增长到@@@@62.97亿@@美元@@@@，其@@中@@@@车规@@级@@SiC器件@@市@@场@@将@@从@@@@@@2021年@@的@@@@6.85亿@@美元@@@@增长至@@@@2027年@@的@@@@49.86亿@@美元@@@@，年@@复合增长率高达@@@@39.2%。

要@@想成为@@@@这@@个@@高速增长的@@新兴半导体@@市@@场@@的@@头部玩家@@，瞄准市@@场@@热@@点@@的@@创新产@@品@@@@@@、全@@面的@@产@@品@@@@@@布局@@@@和@@垂直整合的@@@@综合@@能力@@，这@@三要@@素缺一不可@@。安森美@@就@@是@@@@围绕着这@@三个方面不断深耕@@，构建起了自@@己在@@@@SiC这@@个@@“新世界@@@@”的@@版图@@@@。想要@@走入其@@中@@@@@@，一探究竟@@，就@@随我们来吧@@！

关于@@@@碳化硅@@@@@@ (SiC)，这@@些@@误区要@@纠正@@

judy — Tue, 15 Aug 2023 03:16:14 +0000

碳化硅@@@@ (SiC)是@@一种新兴的@@新型@@@@宽禁带@@ (WBG) 材料@@，特@@别适用@@于@@@@具有@@挑战性的@@应用@@@@@@@@。然而@@@@，大家对@@它的@@诸多不了解@@限制了设计人员对@@它的@@充分利用@@@@@@。

图@@ 1：SiC 晶圆图@@片@@

有些人认为@@@@@@，氮化镓@@ (GaN) 是@@硅@@@@ MOSFET 的@@首选替代@@品@@@@，而@@ SiC 纯粹是@@@@ IGBT 的@@替代@@品@@@@。然而@@@@，SiC 具有@@出色的@@@@ RDS(ON)*Qg 品@@质因数@@ (FoM) 和@@低@@反向@@恢复电荷@@@@ (Qrr)，这@@使@@@@其@@成为@@@@@@图@@腾柱无桥@@ PFC 或@@同步升压等@@硬开关应用@@@@的@@理想选择@@。

图@@ 2：安森美@@ (onsemi) 1200V EliteSiC M3S 快速开关@@MOSFET和@@半桥@@模块@@@@@@，具有@@超低@@的@@导通电阻@@。

与@@ IGBT 相比@@@@，SiC MOSFET 的@@雪崩耐受性更好@@，如@@果@@发生短路@@@@，SiC 与@@适当的@@栅极驱动@@@@@@器@@一起使@@用@@@@的@@话@@，至@@少可以@@与@@@@ IGBT 一样@@强固@@。

由@@于@@@@ SiC 经常用@@于@@工作频率为@@@@ 10-20 kHz 的@@电动@@汽车@@@@@@ (EV) 主@@驱应用@@@@中@@@@@@，因此@@有些人可能会认为@@@@@@，它是@@一种低@@频技术@@@@。但@@是@@@@，芯片@@面积的@@减小会使@@栅极电荷@@@@ (Qg) 降低@@@@，这@@意味着@@ SiC 器件@@可以@@成功用@@于@@@@ 100 kHz 的@@图@@腾柱无桥@@ PFC (TPPFC) 和@@ 200-300 kHz 的@@软开关@@ LLC。

显然@@，驱动@@@@ SiC 器件@@确实需要@@采用@@@@不同@@于@@硅@@器件@@的@@方法@@@@。负关断@@栅极电压并不总是@@必需的@@@@；一些具有@@良好布局@@的@@应用@@@@@@已经证明@@@@，可以@@不需要@@负关断@@栅极电压@@。不过@@，要@@想最大@@限度地消除由@@于@@@@@@“抖动@@@@”引起的@@意外导通@@，使@@用@@@@负栅极驱动@@@@@@通常@@被认为@@@@是@@很好的@@设计@@方案@@。

目前@@市@@场@@上@@有@@SiC 栅极驱动@@@@@@器@@可用@@@@，而@@且@@@@易于@@使@@用@@@@@@。工程师之所以@@认为@@@@@@ SiC 很复杂@@，可能是@@因为@@@@他们希望使@@用@@@@硅@@@@ MOSFET 或@@ IGBT 驱动@@@@器@@来驱动@@@@@@ SiC 器件@@。专用@@的@@@@ SiC 驱动@@@@器@@具有@@便捷的@@功能@@，比@@如@@@@负栅极驱动@@@@@@@@、去饱和@@@@ (DESAT)、过流@@保护@@ (OCP)、过热@@保护@@ (OTP) 和@@其@@它保护@@。如@@果@@驱动@@@@器@@用@@对@@了@@，驱动@@@@ SiC 就@@像@@驱动@@@@硅@@@@ MOSFET 一样@@简单@@。

SiC 往往被认为@@@@价格@@高昂@@，但@@只要@@将@@硅@@@@ MOSFET 与@@等@@效的@@@@ SiC 器件@@进行非常简单的@@比@@较@@就@@可以@@发现@@，SiC 器件@@的@@溢价很小@@。而@@且@@@@，SiC 器件@@性能@@的@@提高使@@得@@设计中@@其@@它地方的@@成本@@大幅降低@@@@@@，远远抵消了这@@种轻微的@@溢价@@。

在@@通用@@的@@硅@@基@@@@@@ 30 kW 功率@@方案中@@@@，我们会发现@@，总成本@@的@@@@ 90% 都与@@电感和@@电容有关@@@@，分别占到@@@@ 60% 和@@ 30%，半导体@@器件@@仅占总物料清单@@成本@@的@@@@ 10%。用@@ SiC 开关取代@@@@硅@@@@ MOSFET 可使@@电容和@@电感降低@@@@@@ 75%，从@@而@@大幅缩减尺寸@@和@@成本@@@@@@，这@@远远超过@@了@@ SiC 器件@@的@@成本@@溢价@@。

下图@@从@@更高层面上@@说@@明了@@，如@@何通过@@更高性能@@的@@@@ SiC 让@@击穿电压更高的@@器件@@@@具有@@出色的@@@@@@ Rds(on)*Qg 特@@性@@，使@@得@@更简单的@@拓扑结构@@@@在@@更高的@@频率下工作@@@@，从@@而@@降低@@@@成本@@和@@尺寸@@@@。

此外@@，随着@@ SiC 工作效率@@的@@提高@@，散热@@@@片的@@数量会明显减少@@（或@@完全@@无需散热@@@@片@@），尺寸@@和@@成本@@@@也会得到@@进一步缩减@@。因此@@，在@@总物料清单@@成本@@方面@@，SiC 设计相比@@@@等@@效的@@硅@@方案更胜一筹@@。

虽然@@ SiC 仍是@@@@一项@@相对@@较新的@@技术@@@@@@，但@@随着@@它的@@普及@@，其@@生态系统@@@@已得到@@快速发展@@@@。供应商@@提供@@各种@@封装@@的@@@@@@ SiC 器件@@和@@相关栅极驱动@@@@@@器@@@@，以@@满足不同@@的@@应用@@@@@@要@@求@@，还附带参考设计@@@@、应用@@@@手册和@@仿真模型@@@@@@/工具@@。安森美@@提供@@了一套强大@@的@@在@@线建模和@@仿真工具@@@@@@。这@@款在@@线@@ PLECS 模型@@@@自@@助生成工具@@@@允许用@@户生成其@@自@@定义电路的@@高保真@@ PLECS 模型@@@@，然后@@将@@该@@模型@@@@上@@传到@@@@ Elite Power 仿真工具@@@@，这@@时@@@@安森美@@功率@@产@@品@@@@会引入其@@中@@@@以@@演示系统@@性能@@@@，其@@中@@@@包括@@半导体@@边界建模@@。这@@种虚拟环境使@@系统@@设计人员能够在@@进入@@硬件环节之前快速迭代@@并优化@@方案@@，从@@而@@显著缩短产@@品@@@@上@@市@@时@@间@@。

图@@ 3：PLECS 模型@@@@自@@助生成工具@@@@

供应链也在@@不断发展@@@@。安森美@@最近@@收购@@了@@ GT Advanced Technologies (GTAT)。GTAT 是@@为@@数不多具有@@端到@@端@@供应能力的@@大型@@供应商@@@@，包括@@ SiC 晶锭批量生长@@、衬底@@制备@@、外延@@、器件@@制造@@@@、集成@@模块@@和@@@@分立@@式@@封装@@方案@@。

图@@ 4：安森美@@的@@@@端到@@端@@供应链@@

安森美@@将@@@@迅速拓展衬底@@业务@@@@，将@@产@@能提高五倍@@@@，并投入大量资金用@@于@@扩大器件@@和@@模块@@产@@能@@，争取到@@@@ 2024 年@@实现翻两番@@，未来@@产@@能还将@@再次翻番@@。

尽管@@对@@于@@@@@@SiC目前@@仍有许多@@误解存在@@@@，但@@提出合适的@@问题@@并消除这@@些@@误解将@@使@@@@设计人员能够充分利用@@@@这@@种新材料@@的@@全@@部潜力@@@@。

东芝@@推出第@@3代@@650V SiC肖特@@基@@势垒二极管@@@@，助力提高工业@@设备@@效率@@@@

judy — Thu, 13 Jul 2023 03:49:48 +0000

东芝@@电子@@@@188足彩外围@@app 及存储@@装置株式会社@@（“东芝@@”）今日@@宣布@@@@，推出最新一代@@@@[1]用@@于@@工业@@@@设备的@@碳化硅@@@@@@（SiC）肖特@@基@@势垒二极管@@@@（SBDs）——“TRSxxx65H系列@@”。首批@@12款产@@品@@@@@@（均为@@@@650V）中@@有@@7款产@@品@@@@@@采用@@@@@@TO-220-2L封装@@，其@@余@@5款采用@@@@@@DFN8×8封装@@，于@@今日@@开始支持@@批量出货@@。

新产@@品@@@@在@@第@@3代@@SiC SBD芯片@@中@@使@@用@@@@了一种新金属@@@@，优化@@了第@@2代@@产@@品@@@@的@@结势垒肖特@@基@@@@（JBS）结构@@[2]。它们实现业界领先@@@@[3]的@@1.2V（典型@@值@@@@）低@@正向@@@@电压@@@@，比@@上@@一代@@的@@@@1.45V（典型@@值@@@@）低@@17%。此外@@，新产@@品@@@@还在@@正向@@@@电压@@与@@总电容@@电荷@@@@之间@@以@@及@@正向@@@@电压@@与@@反向@@电流@@@@之间@@取得了平衡@@，从@@而@@在@@降低@@@@了@@功耗的@@同时@@@@提高了设备效率@@@@。

应用@@@@
开关电源@@@@
电动@@汽车@@@@充电@@桩@@
光伏@@逆变器@@@@

特@@性@@
业界领先@@[3]的@@低@@正向@@@@电压@@@@@@：VF＝1.2V（典型@@值@@@@）（IF＝IF(DC)）
低@@反向@@电流@@@@@@：TRS6E65H IR＝1.1μA（典型@@值@@@@）（VR＝650V）
低@@总电容@@电荷@@@@@@：TRS6E65H QC＝17nC（典型@@值@@@@）（VR＝400V，f＝1MHz）

主@@要@@规@@格@@@@

（除非另有说@@明@@，Ta＝25℃）

产@@品@@@@型@@号@@	封装@@	绝对@@@@最大@@额定值@@@@@@					电气@@特@@性@@@@				库存查询与@@购买@@
		重复峰值@@反向@@电压@@VRRM（V）	正向@@@@DC电流@@ IF(DC)（A）		非重复峰值@@正向@@@@浪涌电流@@@@IFSM（A）		正向@@@@电压@@（脉冲@@测试@@）VF（V）	反向@@电流@@@@ （脉冲@@测试@@）IR（μA）	总电容@@ Ct（pF）	总电容@@电荷@@@@QC（nC）
				温度条件@@Tc（℃）	f＝50Hz（半正弦@@ 波@@，t＝10ms）， Tc=25℃	方波@@@@，t＝10μs，Tc＝25℃	IF＝IF(DC)	VR＝650V	VR＝400V，f＝1MHz
				温度条件@@Tc（℃）	f＝50Hz（半正弦@@ 波@@，t＝10ms）， Tc=25℃	方波@@@@，t＝10μs，Tc＝25℃	典型@@值@@@@	典型@@值@@@@	典型@@值@@@@	典型@@值@@@@
TRS2E65H	TO-220-2L	650	2	164	19	120	1.2	0.2	10	6.5	在@@线购买@@
TRS3E65H			3	161	28	170		0.4	14	9	在@@线购买@@
TRS4E65H			4	158	36	230		0.6	17	12	在@@线购买@@
TRS6E65H			6	153	41	310		1.1	24	17	在@@线购买@@
TRS8E65H			8	149	56	410		1.5	31	22	在@@线购买@@
TRS10E65H			10	148	62	510		2.0	38	27	在@@线购买@@
TRS12E65H			12	148	74	640		2.4	46	33	在@@线购买@@
TRS4V65H	DFN8×8		4	155	28	230		0.6	17	12	在@@线购买@@
TRS6V65H			6	151	41	310		1.1	24	17	在@@线购买@@
TRS8V65H			8	148	45	410		1.5	31	22	在@@线购买@@
TRS10V65H			10	145	54	510		2.0	38	27	在@@线购买@@
TRS12V65H			12	142	60	640		2.4	46	33	在@@线购买@@

注@@：
[1] 截至@@@@2023年@@7月@@。
[2] JBS结构@@可降低@@@@@@肖特@@基@@界面处的@@电场@@，从@@而@@减小了@@漏电流@@@@。
[3] 截至@@@@2023年@@7月@@的@@东芝@@调查@@。

如@@需了解@@有关@@@@新产@@品@@@@的@@更多信息@@，请访问@@以@@下网@@址@@：

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碳化硅@@@@如@@何最大@@限度提高可再生能源@@@@系统@@的@@效率@@@@@@

judy — Thu, 06 Jul 2023 06:25:26 +0000

全@@球@@范围内正在@@经历一场能源@@革命@@。根据@@@@国际@@能源@@署的@@报告@@，到@@ 2026 年@@，可再生能源@@@@将@@占全@@球@@能源@@增长量的@@大约@@@@ 95%。太阳能@@将@@占到@@这@@@@ 95% 中@@的@@@@一半以@@上@@@@@@。

如@@今@@，在@@远大的@@清洁能源@@目标和@@政府政策的@@驱动@@@@下@@，太阳能@@、电动@@汽车@@@@ (EV) 基@@础设施@@和@@储@@能领域@@不断加快采用@@@@可再生能源@@@@@@。可再生能源@@@@的@@逐渐普及也为@@在@@工业@@@@@@、商业和@@住宅应用@@@@中@@@@部署功率@@转换@@系统@@提供@@了更多机会@@。采用@@@@碳化硅@@@@@@ (SiC) 等@@宽带隙@@器件@@@@，可帮@@助设计人员平衡四大性能@@指标@@：效率@@、密度@@、成本@@和@@可靠@@性@@。

SiC 相比@@@@传统基@@于@@@@@@ IGBT 的@@电源@@应用@@@@在@@可再生能源@@@@系统@@中@@的@@@@优势@@@@

SiC 电源@@开关和@@@@@@绝缘栅双极晶体管@@ (IGBT) 是@@可再生能源@@@@系统@@等@@高功率@@应用@@@@的@@常用@@电源@@开关@@。图@@ 1 展示了@@ SiC 电源@@开关和@@@@@@ IGBT 的@@典型@@开关频率和@@功率@@级@@别@@。两者均可适用@@于@@@@@@ 1kW 及以@@上@@@@@@的@@功率@@@@级别@@。

图@@ 1：电源@@开关的@@典型@@工作范围@@

SiC 电源@@开关与@@@@ IGBT 等@@传统硅@@电源@@开关相比@@@@@@，在@@高功率@@可再生能源@@@@应用@@@@中@@@@具有@@诸多性能@@优势@@@@。

第一个@@性能@@优势@@是@@相对@@于@@@@@@ IGBT 具有@@更低@@的@@电阻@@和@@电容@@，可降低@@@@@@功率@@损耗并有助于@@提升@@效率@@@@。SiC 电源@@开关可支持@@远高于@@@@@@ IGBT 的@@开关速度@@@@，从@@而@@帮@@助降低@@@@开关损耗并提升@@功率@@转换@@效率@@@@@@。这@@意味着@@更高的@@能源@@产@@量@@，最大@@限度提升@@功率@@转换@@器@@的@@输出@@，在@@光伏@@逆变器@@@@@@、储@@能系统@@@@或@@直流快充电@@源@@模块@@等@@@@可再生能源@@@@系统@@中@@至@@关重要@@@@。

很多@@可再生能源@@@@应用@@@@的@@运行面积较小@@，会产@@生大量热@@量@@，推动@@设计人员不断探寻缩减印刷电路板尺寸@@和@@最大@@程度进行散热@@@@的@@方法@@@@。SiC 比@@ IGBT 的@@工作温度高@@，使@@得@@ SiC 电源@@开关具有@@更高的@@@@热@@稳定性和@@机械稳定性@@，可实现更为@@紧凑的@@电力电子@@产@@品@@@@设计@@。

使@@用@@@@栅极驱动@@@@@@器@@驱动@@@@@@ SiC

基@@于@@@@ SiC 电源@@开关的@@特@@性@@@@@@，驱动@@@@ SiC 电源@@开关需要@@特@@殊考量@@。栅极驱动@@@@@@器@@选择会对@@@@ SiC 在@@应用@@@@中@@@@的@@性能@@产@@生合理范围内的@@影响@@。

SiC 电源@@开关需要@@能够处理高电压和@@额定电流@@的@@栅极驱动@@@@@@器@@@@。栅极驱动@@@@@@器@@必须提供@@足够的@@栅极电荷@@@@来切换@@ SiC 电源@@开关并防止产@@生电压尖峰@@。

与@@ IGBT 相比@@@@，SiC 电源@@开关更容易受到@@短路@@的@@影响@@，导致电力电子@@系统@@严重损坏@@。通常@@，IGBT 的@@短路@@耐受时@@间大约@@为@@@@ 10µs，而@@ SiC 的@@短路@@耐受时@@间大约@@为@@@@ 2µs。鉴于@@此@@，使@@用@@@@ SiC 电源@@开关进行设计时@@@@，务必要@@考虑添加提供@@去饱和@@@@或@@过流@@保护@@等@@特@@性@@的@@保护@@188足彩外围@@app 。部分栅极驱动@@@@@@器@@@@，如@@ UCC21710 栅极驱动@@@@@@器@@，具有@@内置的@@短路@@保护特@@性@@@@，可检测并响应短路@@事件@@。如@@需了解@@有关@@@@用@@于@@@@ SiC FET 的@@短路@@保护方法@@@@的@@更多信息@@，

请参阅应用@@@@手册@@“了解@@用@@于@@@@ SiC MOSFET 的@@短路@@保护方法@@@@”。

尽管@@ SiC 电源@@开关可在@@较高温度环境中@@运行@@，但@@监控@@ SiC 电源@@开关的@@热@@性能@@并防止过热@@仍然非常重要@@@@。除了内置的@@短路@@保护特@@性@@@@，UCC21710 还具有@@@@用@@于@@监控的@@集成@@传感器@@@@，无需部署分立@@式@@温度传感器@@@@。

结语@@

要@@充分利用@@@@可再生能源@@@@系统@@的@@电源@@输出@@，必须最大@@限度提高效@@率@@，同时@@@@实现成本@@@@、尺寸@@和@@可靠@@性的@@平衡@@。SiC 电源@@开关在@@高功率@@应用@@@@中@@@@具有@@诸多优势@@@@，是@@太阳能@@和@@电动@@汽车@@@@充电@@的@@理想选择@@。为@@最大@@程度地提升@@@@ SiC 对@@这@@些@@应用@@@@的@@影响力@@，TI 提供@@了针对@@@@ SiC 电源@@开关进行优化@@的@@栅极驱动@@@@@@器@@产@@品@@@@@@，这@@些@@栅极驱动@@@@@@器@@产@@品@@@@具有@@多个功率@@级@@别以@@及@@不同@@程度的@@集成@@保护@@，可帮@@助简化@@ SiC 电源@@设计@@。

其@@它资源@@@@@@

查看我们的@@隔离式栅极驱动@@@@@@器@@参考设计@@@@：

了解@@有关@@@@ UCC21710 单通道隔离式栅极驱动@@@@@@器@@的@@更多信息@@。

关于@@@@德州仪器@@@@（TI）

德州仪器@@（TI）（纳斯达克股票代@@码@@：TXN）是@@一家全@@球@@性的@@半导体@@公司@@@@，致力于@@设计@@、制造@@、测试和@@销售@@模拟@@和@@嵌入式处理芯片@@@@，用@@于@@工业@@@@、汽车@@、个人电子@@产@@品@@@@@@、通信@@设备@@和@@企业系统@@等@@市@@场@@@@。我们致力于@@通过@@半导体@@技术@@让@@电子@@产@@品@@@@更经济实用@@@@，创造一个@@更美好的@@世界@@@@。如@@今@@，每一代@@创新都建立在@@上@@一代@@创新的@@基@@础之上@@@@，使@@我们的@@技术@@@@变得更小@@巧@@、更快速@@、更可靠@@@@、更实惠@@，从@@而@@实现@@半导体@@在@@电子@@产@@品@@@@领域@@的@@@@广泛应用@@@@@@，这@@就@@是@@@@@@工程的@@进步@@。这@@正是@@我们数十年@@来@@乃至@@现在@@@@一直在@@做的@@事@@。欲了解@@更多信息@@，请访问@@公司@@网@@站@@@@www.ti.com.cn。

IGBT如@@何选择@@，你真的@@了解@@吗@@？

judy — Tue, 04 Jul 2023 06:23:35 +0000

本文@@作者@@@@：安森美@@产@@品@@@@线经理@@ Jinchang Zhou

最近@@，碳化硅@@@@ (SiC) 和@@氮化镓@@@@ (GaN) 等@@宽禁带@@半导体@@的@@应用@@@@@@日@@益增多@@，受到@@广泛关注@@@@。然而@@@@，在@@这@@些@@新技术@@出现之前@@，许多@@高功率@@应用@@@@都是@@使@@用@@@@高效@@@@、可靠@@的@@绝缘栅双极型@@晶体管@@ (IGBT)，事实上@@@@，许多@@此类应用@@@@仍然适合@@继续使@@用@@@@@@ IGBT。在@@本文@@中@@@@，我们介绍@@ IGBT 器件@@的@@结构@@和@@运行@@，并列举多种不同@@@@ IGBT 应用@@@@的@@电路拓扑结构@@@@@@，然后@@探讨这@@种多用@@途可靠@@技术@@的@@新兴拓扑结构@@@@@@。

IGBT 器件@@结构@@@@

简而@@言@@之@@，IGBT 是@@由@@@@ 4 个交替层@@ (P-N-P-N) 组成的@@功率@@@@半导体@@@@晶体管@@，通过@@施加于@@金属@@氧化物半导体@@@@ (MOS) 栅极的@@电压进行控制@@。这@@一基@@本结构@@经过逐渐调整和@@优化@@后@@，可降低@@@@@@开关损耗@@，且@@器件@@厚度更薄@@。近期推出的@@@@ IGBT 将@@沟槽@@栅与@@场截止@@结构@@相结合@@@@，旨在@@抑制固有的@@寄生@@ NPN 行为@@@@。该@@方法@@有助于@@降低@@@@器件@@的@@饱和@@电压和@@导通电阻@@，从@@而@@提升@@整体功率@@密度@@@@。

图@@ 1：沟槽@@场截止@@@@ IGBT 结构@@

应用@@@@与@@拓扑结构@@@@@@

如@@今@@，IGBT通常@@用@@于@@特@@定应用@@@@的@@拓扑结构@@@@@@，下面刘举了其@@中@@@@的@@@@几种@@。

1. 焊接机@@

如@@今@@许多@@焊接机@@使@@用@@@@逆变器@@@@，而@@非传统的@@@@焊接变压器@@@@，因为@@@@直流输出电流@@可以@@提高焊接过程的@@控制精度@@。使@@用@@@@逆变器@@还有其@@他@@优势@@@@，比@@如@@@@直流电流@@比@@交流电流@@安全@@@@，而@@且@@@@采用@@@@逆变器@@的@@焊接机@@具有@@更高的@@@@功率@@密度@@@@@@，因此@@重量更轻@@@@。功率@@级@@（单相@@或@@三相@@）将@@交流输入电压转换@@为@@逆变器@@的@@直流母线@@电压@@@@。输出电压通常@@为@@@@ 30 V，但@@一旦启动@@焊弧@@，在@@开路负载操作几乎低@@至@@@@@@ 0 V 的@@情况下@@（短路@@条件@@），输出电压可能高达@@@@ 60 V DC。

图@@ 2：焊接机@@框图@@@@@@

焊接逆变器@@中@@常用@@的@@拓扑结构@@@@包括@@全@@桥@@@@、半桥@@和@@双管正激@@，而@@恒定电流@@是@@最常用@@的@@控制方案@@。占空比@@因负载电平和@@输出电压而@@异@@。全@@桥@@和@@半桥@@拓扑结构@@@@的@@@@ IGBT 开关频率通常@@在@@@@ 20 至@@ 50 kHz 之间@@。

图@@ 3：全@@桥@@、半桥@@和@@双管正激@@拓扑结构@@@@@@

2. 电磁炉@@

电磁炉@@的@@原理是@@@@，当高磁导率材质的@@锅靠近线圈时@@@@，通过@@励磁线圈推动@@@@（或@@耦合@@）锅内的@@电流@@循环@@。其@@运行方式与@@变压器@@大致相同@@，其@@中@@@@线圈负责初级侧@@，电磁炉@@底部负责次级侧@@。产@@生的@@大部分@@热@@量来源@@@@于@@锅底层形成的@@涡电流@@循环@@。这@@些@@系统@@的@@能量@@传输效率@@约@@为@@@@ 90%，而@@顶部光滑的@@无感电器装置的@@能效仅为@@@@@@ 71%，相比@@@@之下@@，（对@@于@@@@同量热@@传递@@）前者可节省大约@@@@ 20% 的@@能量@@。逆变器@@将@@电流@@导入铜线圈@@，从@@而@@产@@生电磁场@@，电磁场穿透锅底@@，形成电流@@@@。产@@生的@@热@@量遵循焦耳效应公式@@，即@@锅的@@电阻乘以@@感应电流@@的@@平方@@。

图@@ 4：电磁炉@@框图@@@@@@

对@@于@@@@电磁炉@@@@，比@@较重要@@的@@要@@求包括@@@@：

高频@@开关@@

功率@@因数接近一@@

宽负载范围@@

感应加热@@应用@@@@的@@输出功率@@@@控制通常@@基@@于@@@@可变频率方案@@。这@@是@@@@一种根据@@@@负载或@@线路频率变化来应用@@@@的@@基@@本方法@@@@。然而@@@@，该@@方法@@存在@@一个@@主@@要@@缺点@@@@：若要@@在@@@@宽范围内控制输出功率@@@@，频率需要@@大幅变化@@。

感应加热@@最常用@@的@@拓扑结构@@@@基@@于@@@@谐振回路@@。谐振转换@@器@@的@@主@@要@@优势@@是@@高开关频率范围@@，同时@@@@能效不会降低@@@@@@。谐振转换@@器@@采用@@@@零电流@@开关@@ (ZCS) 或@@零电压开关@@ (ZVS) 等@@控制技术@@来降低@@@@功率@@损耗@@。谐振半桥@@@@ (RHB) 转换@@器@@和@@准谐振@@ (QR) 逆变器@@是@@备受欢迎的@@拓扑结构@@@@@@。RHB 结构@@的@@优势@@包括@@负载工作范围大@@，并且@@@@能够提供@@超高功率@@@@。

图@@ 5：RHB 和@@ QR 拓扑结构@@@@

QR 转换@@器@@的@@主@@要@@优势@@是@@成本@@较低@@@@，因此@@非常适合@@@@低@@至@@@@中@@功率@@范围@@（峰值@@功率@@高达@@@@ 2 kW）、工作频率介于@@@@@@ 20 至@@ 35 kHz 之间@@的@@应用@@@@@@@@。

3. 电机驱动@@@@@@

半桥@@转换@@器@@@@ (HB) 是@@电机驱动@@@@@@应用@@@@中@@@@一种最常见的@@拓扑结构@@@@@@，频率介于@@@@ 2kHz 至@@ 15kHz 之间@@。HB 输出电压取决于@@开关状态和@@电流@@极性@@。

图@@ 6：半桥@@拓扑结构@@@@显示@@正输出电流@@和@@负输出电流@@@@

考虑到@@@@电感负载@@，电流@@随后@@会增加@@。如@@果@@负载汲取正电流@@@@ (Ig>0)，它将@@流经@@ T1，为@@负@@载提供@@能量@@ (Vg)。相反@@，如@@果@@负载电流@@@@@@ Ig 为@@负@@，电流@@经由@@@@ D 流回@@，将@@能量返回至@@直流电源@@@@。同样@@，如@@果@@ T4 开通@@（且@@ T1 关闭@@），会有@@ −Vbus/2 的@@电压施加于@@负载@@，且@@电流@@会减小@@。如@@果@@ Ig 为@@正@@，电流@@流经@@ D4，将@@能量返回至@@母线@@电源@@@@。

适合@@IGBT应用@@@@的@@多电压等@@级拓扑结构@@@@@@

快速开关@@给@@ HB 拓扑结构@@@@带来的@@局限性包括@@@@：

只有@@两个输出电压等@@级@@

无源@@@@和@@有源@@@@188足彩外围@@app 受到@@应力@@

高开关损耗@@

栅极驱动@@@@@@难度加大@@

纹波@@电流@@升高@@

EMI变高@@

电压处理@@（无法与@@高电压母线@@结合@@使@@用@@@@@@）

器件@@串联增加了实施工作的@@复杂性@@

难以@@达到@@@@热@@平衡@@

高滤波@@要@@求@@

为@@了摆脱这@@些@@局限性@@，在@@不间断电源@@@@@@ (UPS) 和@@太阳能@@逆变器@@@@等@@应用@@@@中@@@@@@，采用@@@@新的@@多电压等@@级拓扑结构@@@@@@。常见结构@@包括@@单极性开关@@ I 型@@和@@@@ T 型@@转换@@器@@@@，它们能够在@@较高的@@母线@@电压@@下工作@@@@。随着@@可用@@输出状态增多@@，滤波@@器@@188足彩外围@@app 之间@@的@@电压相应减小@@，因此@@滤波@@损耗也更低@@@@，188足彩外围@@app 更小@@。开关损耗有所降低@@@@@@，而@@导通损耗则小幅增加@@（适合@@ 16kHz - 40kHz 的@@较高频@@率@@，可达到@@@@约@@@@ 98% 的@@高能效@@）。

图@@ 7：I 型@@和@@@@ T 型@@转换@@器@@@@拓扑结构@@@@@@

IGBT 的@@未来@@@@

尽管@@ IGBT 已经问世很多@@年@@@@，但@@该@@技术@@仍是@@@@许多@@高电压和@@电流@@应用@@@@的@@理想之选@@。IGBT 不仅越来越多地应用@@@@于@@传统设计@@，还应用@@@@于@@新设计@@，因为@@@@新推出的@@器件@@@@在@@不断地推动@@@@ Vcesat 降低@@@@至@@@@@@ 1V，并通过@@新型@@结构@@来提高电流@@@@密度@@和@@开关损耗@@。若要@@在@@@@使@@用@@@@@@ IGBT 的@@过程中@@获得最大@@效益@@，一个@@关键因素是@@先了解@@应用@@@@要@@求@@，然后@@选择合适的@@电路拓扑结构@@@@加以@@实施@@。

罗姆@@与@@纬湃科技@@签署@@SiC功率@@元器件@@长期供货合作协议@@

judy — Tue, 20 Jun 2023 02:23:38 +0000

SiC（碳化硅@@@@）功率@@元器件@@领域@@的@@@@先进企业@@ROHM Co., Ltd. （以@@下简称@@“罗姆@@”）于@@2023年@@6月@@19日@@与@@全@@球@@先进驱动@@@@技术@@和@@电动@@化解决方案@@大型@@制造@@商纬湃科技@@@@（以@@下简称@@“Vitesco”）签署了@@SiC功率@@元器件@@的@@长期供货合作协议@@。根据@@@@该@@合作协议@@，双方在@@@@2024年@@至@@@@2030年@@间的@@交易额将@@超过@@@@1300亿@@日@@元@@。

之所以@@能达成此次@@合作@@，是@@因为@@@@双方已于@@@@2020年@@建立了@@“电动@@汽车@@@@电力电子@@技术@@开发合作伙伴关系@@”，并基@@于@@@@合作伙伴关系进行了密切的@@技术@@@@合作@@，开展了适用@@于@@@@电动@@汽车@@@@的@@@@SiC功率@@元器件@@和@@采用@@@@@@SiC芯片@@的@@逆变器@@@@产@@品@@@@的@@开发@@。

作为@@@@双方联合开发的@@第一个@@成果@@，Vitesco计划最早从@@@@2024年@@开始供应采用@@@@了罗姆@@@@ SiC芯片@@的@@先进逆变器@@@@，目前@@这@@种逆变器@@已被两家大型@@电动@@汽车@@@@制造@@商的@@产@@品@@@@@@采用@@@@@@，提前实现了@@当初制定的@@目标@@。

在@@电动@@@@汽车@@@@逆变器@@的@@开发中@@@@，SiC功率@@元器件@@是@@非常重要@@的@@组成部分@@，有助于@@实现更高效@@@@的@@电力电子@@设计@@。其@@中@@@@，SiC芯片@@对@@于@@@@电动@@汽车@@@@而@@言@@是@@尤为@@重要@@的@@关键技术@@@@@@，因为@@@@电动@@汽车@@@@需要@@支持@@高电压@@，并通过@@有效利用@@@@电能来延长续航里程@@@@、缩减电池@@尺寸@@@@。

通过@@此次@@建立的@@长期供货合作伙伴关系@@，Vitesco将@@能够确保对@@电动@@汽车@@@@开发具有@@战略@@意义且@@非常重要@@的@@@@SiC芯片@@的@@产@@能@@。
未来@@，双方将@@继续深化合作@@，通过@@SiC助力电动@@汽车@@@@进一步提高效@@率并实现更快的@@充电@@速度@@@@。

纬湃科技@@ CEO　 Andreas Wolf 表@@示@@：
“与@@罗姆@@的@@供货合作协议将@@成为@@@@确保@@Vitesco未来@@SiC产@@能的@@重要@@基@@石@@。我们双方已经通过@@以@@往的@@开发合作积累了很好的@@经验@@。我希望双方不仅要@@继续保持合作@@，还要@@进一步加强合作@@。”

ROHM Co., Ltd. 董事@@ 常务执行官@@ CFO 伊野和@@英@@（博士@@）表@@示@@：
“在@@快速发展@@的@@电动@@汽车@@@@@@市@@场@@@@，SiC功率@@元器件@@是@@实现更高效@@@@率@@的@@@@重要@@技术@@@@，罗姆@@在@@@@SiC市@@场@@拥有业内先进的@@开发和@@制造@@体系@@。我相信通过@@与@@重要@@的@@战略@@合作伙伴@@Vitesco建立更深层次的@@业务@@合作关系@@，将@@有助于@@罗姆@@进一步渗透市@@场@@@@，另外@@，罗姆@@将@@有望获得@@30%以@@上@@@@的@@市@@场@@份额@@。”

Vitesco CEO　Andreas Wolf　（右@@）ROHM Co., Ltd. 董事@@ 常务执行官@@ CFO 伊野和@@英@@　（左@@）

器件@@虽小@@，作用@@尤大@@
SiC的@@介电击穿强度是@@传统@@Si（硅@@）的@@10倍@@，禁带宽度是@@@@Si的@@3倍@@，而@@且@@@@拥有更优异的@@散热@@@@特@@性@@@@，因而@@在@@显著降低@@@@功率@@损耗@@、实现应用@@@@设备的@@小型@@化@@@@、以@@及@@在@@高电压和@@高温环境下稳定驱动@@@@方面表@@现非常出色@@。

凭借@@这@@些@@特@@点@@@@，与@@传统的@@@@@@Si相比@@@@，使@@用@@@@SiC功率@@元器件@@的@@电力电子@@设备可进一步减少功率@@转换@@过程中@@的@@@@损耗@@。尤其@@是@@在@@@@800V这@@样@@的@@高电压条件下@@，SiC逆变器@@的@@效率@@@@显著高于@@@@@@Si逆变器@@。在@@电动@@@@汽车@@@@充电@@应用@@@@中@@@@@@，由@@于@@@@电压越高@@，充满电所需的@@时@@间越短@@，因此@@全@@球@@对@@@@SiC产@@品@@@@的@@需求@@@@日@@益扩大@@。另外@@，由@@于@@@@采用@@@@@@SiC产@@品@@@@可以@@更有效地利用@@@@电动@@汽车@@@@电池@@的@@电能@@，因此@@有助于@@延长@@电动@@汽车@@@@的@@续航里程@@并缩减电池@@尺寸@@@@@@。

关于@@@@纬湃科技@@@@
Vitesco是@@面向@@可持续出行领域@@开发和@@制造@@先进驱动@@@@系统@@的@@全@@球@@知名@@制造@@商@@。通过@@为@@电动@@@@、混合动@@力和@@内燃驱动@@@@系统@@提供@@智能的@@系统@@解决方案@@和@@零部件@@@@，助力打造更环保@@@@、更高效@@@@、更经济的@@出行方式@@。其@@产@@品@@@@组合包括@@电力驱动@@@@装置@@、电子@@控制单元@@、传感器@@、执行器和@@尾气后处理解决方案@@@@。另外@@，Vitesco在@@2022年@@的@@@@销售@@额达到@@@@约@@@@90.7亿@@欧元@@，在@@全@@球@@拥有@@50个基@@地@@，员工人数@@38,000名@@左@@右@@@@。Vitesco的@@总部位于@@德国雷根斯堡@@。

三菱电机@@开始提供@@工业@@设备@@用@@@@@@NX封装@@全@@@@SiC功率@@半导体@@@@模块@@@@样品@@@@

judy — Thu, 15 Jun 2023 03:14:20 +0000

三菱电机@@集团近日@@@@@@（2023年@@6月@@13日@@）宣布@@，将@@于@@@@6月@@14日@@开始提供@@工业@@设备@@用@@@@@@NX封装@@全@@@@SiC功率@@半导体@@@@模块@@@@的@@样品@@@@。该@@模块@@降低@@@@了@@内部电感@@，并集成@@了第二代@@@@SiC芯片@@，有望帮@@助实现更高效@@@@@@、更小@@型@@@@、更轻@@量的@@工业@@设备@@@@。

工业@@设备@@用@@@@NX封装@@全@@@@SiC功率@@半导体@@@@模块@@@@

为@@降低@@@@全@@球@@社会范围内的@@碳排放@@，功率@@半导体@@@@器件@@正越来越多地被用@@于@@高效@@电力变换场合@@。其@@中@@@@，对@@于@@@@能够显著降低@@@@功率@@损耗的@@@@SiC功率@@半导体@@@@的@@期望越来越高@@。大功率@@@@、高效@@率功率@@半导体@@@@能够提高@@工业@@设备@@@@（逆变器@@等@@部件@@@@）的@@功率@@@@转换@@效率@@@@@@，其@@需求@@正在@@不断扩大@@@@。

三菱电机@@于@@@@2010年@@开始推出搭载@@SiC芯片@@的@@功率@@@@半导体@@@@模块@@@@@@。此次@@，新模块@@采用@@@@低@@损耗@@SiC芯片@@和@@优化@@的@@内部结构@@@@，与@@现有@@的@@@@Si IGBT模块@@相比@@@@@@，内部杂散电感减少约@@@@47%*1，并显著降低@@@@了@@功率@@损耗@@。

该@@SiC产@@品@@@@的@@开发得到@@了日@@本新能源@@@@·产@@业技术@@综合@@开发机构@@(NEDO)的@@部分支持@@@@。

产@@品@@@@特@@点@@@@

优化@@的@@内部结构@@并采用@@@@@@SiC芯片@@，有助于@@实现设备的@@高效@@率@@、小型@@化@@、轻量化@@

内部连接@@采用@@@@优化@@的@@叠层结构@@@@，实现了@@9nH的@@内部杂散电感@@，比@@现有@@IGBT模块@@降低@@@@约@@@@47%；

通过@@降低@@@@内部杂散电感@@，抑制设备的@@浪涌电压@@，实现高速开关的@@同时@@@@降低@@@@开关损耗@@；

采用@@@@ JFET掺杂技术@@@@*2的@@第二代@@@@SiC芯片@@具有@@低@@损耗特@@性@@@@，与@@现有@@Si IGBT模块@@相比@@@@@@，功率@@损耗降低@@@@约@@@@72%*1，有助于@@提高设备效率@@@@；

低@@的@@功率@@@@损耗有助于@@减少热@@量的@@产@@生@@，从@@而@@允许使@@用@@@@更小@@@@、重量更轻@@的@@散热@@@@器@@。

兼容@@的@@@@NX型@@封装@@@@，Si模块@@和@@@@SiC模块@@可以@@轻松替换@@

在@@搭载@@SiC芯片@@的@@同时@@@@@@，在@@外形@@尺寸@@@@和@@管脚配置等@@方面维持了@@NX型@@封装@@@@的@@@@兼容@@性@@，便于@@轻松替换@@，有助于@@缩短新设备设计时@@间@@。

未来@@发展@@@@

三菱电机@@将@@继续扩大其@@功率@@半导体@@@@模块@@@@产@@品@@@@线@@，进一步为@@工业@@设备@@的@@高效@@率@@、小型@@化@@、轻量化@@做出贡献@@。

主@@要@@规@@格@@@@

*1：基@@于@@@@三菱电机@@确定的@@测量条件@@@@，与@@1700V/600A NX-type Si IGBT Module T-series (CM600DX-34T)对@@比@@得出@@
*2：JFET (Junction Field Effect Transistor)：结型@@场效应晶体管@@@@
*3：RoHS: Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment

关于@@@@三菱电机@@@@
三菱电机@@创立于@@@@1921年@@，是@@全@@球@@知名@@的@@综合@@性企业@@。在@@2022年@@《财富@@》世界@@500强排名@@中@@@@，位列@@351名@@。截止@@2022年@@3月@@31日@@的@@财年@@@@，集团营收@@44768亿@@日@@元@@(约@@合美元@@@@332亿@@)。作为@@@@一家技术@@主@@导型@@企业@@，三菱电机@@拥有多项@@专利技术@@@@，并凭借@@强大@@的@@技术@@@@实力和@@良好的@@企业信誉在@@全@@球@@的@@电力设备@@、通信@@设备@@、工业@@自@@动@@化@@、电子@@元器件@@@@、家电等@@市@@场@@占据@@重要@@地位@@。尤其@@在@@@@电子@@元器件@@@@市@@场@@@@，三菱电机@@从@@事开发和@@生产@@半导体@@已有@@60余年@@@@。其@@半导体@@产@@品@@@@更是@@在@@变频家电@@、轨道牵引@@、工业@@与@@新能源@@@@、电动@@汽车@@@@、模拟@@/数字通讯以@@及@@有线@@/无线通讯等@@领域@@得到@@了广泛的@@应用@@@@@@@@。

三菱电机@@与@@@@Coherent达成合作@@，扩大生产@@@@200mm SiC功率@@器件@@@@

judy — Thu, 01 Jun 2023 02:23:42 +0000

三菱电机@@和@@材料@@@@、网@@络和@@激光领域@@的@@@@开拓者@@Coherent近日@@@@（2023年@@5月@@26日@@）宣布@@，双方已签署一份谅解备忘录@@，将@@在@@扩大生产@@@@@@200mm SiC功率@@器件@@@@方面进行合作@@。

电动@@汽车@@@@市@@场@@正在@@全@@球@@范围内扩张@@，而@@这@@只是@@推动@@@@SiC功率@@器件@@@@指数增长的@@几个新兴应用@@@@之一@@，与@@基@@于@@@@@@硅@@的@@功率@@@@器件@@@@@@相比@@@@@@，SiC功率@@器件@@@@具有@@更低@@的@@功率@@@@损耗@@、更高的@@工作温度和@@更快的@@开关速度@@@@@@@@。高效@@率的@@@@SiC功率@@器件@@@@有望成为@@@@全@@球@@脱碳和@@绿色@@转型@@的@@重要@@贡献者@@。

为@@了满足@@快速增长的@@需求@@@@@@，三菱电机@@此前宣布@@将@@在@@截至@@@@@@2026年@@3月@@的@@五年@@@@期内投资约@@@@2600亿@@日@@元@@。投资的@@主@@要@@部分@@，约@@1000亿@@日@@元@@，将@@用@@于@@建造一个@@基@@于@@@@@@200mm技术@@平台的@@@@SiC功率@@器件@@@@新工厂@@，并加强相关生产@@设施@@。根据@@@@双方签署的@@谅解备忘录@@，Coherent将@@为@@三菱电机@@未来@@新工厂生产@@的@@@@@@SiC功率@@器件@@@@供应@@200mm n型@@4H-SiC衬底@@。

Coherent在@@SiC材料@@的@@开发方面拥有数十年@@的@@@@经验@@。2015年@@，该@@公司@@展示了@@其@@首款@@200mm导电衬底@@@@。2019年@@，Coherent在@@欧盟委员会设立的@@@@Horizon 2020 基@@础上@@开始供应@@200mm SiC衬底@@。

多年@@@@来@@@@，三菱电机@@引领着高速列车@@、高压工业@@应用@@@@和@@家用@@电器@@市@@场@@的@@@@SiC功率@@模块@@@@发展@@@@。早在@@@@2010年@@，三菱电机@@推出的@@@@SiC功率@@模块@@@@开始应用@@@@于@@空调@@，并于@@@@2015年@@成为@@@@用@@于@@新干线高速列车的@@全@@@@SiC功率@@模块@@@@供应商@@@@，创造了历史@@。三菱电机@@通过@@其@@卓越的@@生产@@和@@筛选技术@@@@，以@@及@@开发和@@制造@@@@SiC功率@@模块@@@@的@@许多@@其@@他@@方面@@，满足客户对@@高性能@@和@@高可靠@@性的@@需求@@@@@@，积累了丰富的@@经验@@。

SiC功率@@器件@@@@能显著减少二氧化碳排放@@，对@@环境产@@生有益影响@@。为@@了应对@@@@SiC功率@@器件@@@@需求@@的@@不断增长@@, Coherent和@@三菱电机@@将@@加强合作@@，为@@可持续能源@@和@@实现脱碳社会做出贡献@@。

对@@此@@，三菱电机@@半导体@@执行官@@、集团总裁@@Masayoshi Takemi表@@示@@：“多年@@@@来@@@@，Coherent一直是@@三菱电机@@高质量@@150mm SiC晶圆衬底@@的@@可靠@@供应商@@@@。我们很高兴与@@@@Coherent建立这@@种密切的@@合作关系@@，将@@我们各自@@的@@@@SiC制造@@平台扩展到@@@@200mm。”

Coherent 新产@@业和@@宽禁带电子@@技术@@执行副总裁@@Sohail Khan也表@@示@@@@：“我们很高兴能够与@@三菱电机@@建立合作关系@@，三菱电机@@是@@@@SiC功率@@器件@@@@的@@@@先驱@@，也是@@包括@@日@@本新干线在@@内的@@高速列车用@@@@SiC功率@@模块@@@@的@@市@@场@@开拓者@@。我们向@@三菱电机@@供应@@SiC衬底@@有着悠久的@@历史@@，期待与@@三菱电机@@在@@@@200mm SiC制造@@平台方面加深合作@@。

关于@@@@Coherent

Coherent使@@市@@场@@创新者能够通过@@从@@材料@@到@@系统@@的@@突破性技术@@来定义未来@@@@。其@@在@@@@工业@@@@@@，通信@@，电子@@和@@仪器仪表@@市@@场@@的@@多样化应用@@@@中@@@@提供@@与@@客户产@@生共鸣的@@创新@@。公司@@总部位于@@宾夕法尼亚州萨克森堡@@，在@@全@@球@@拥有@@研发@@、制造@@、销售@@、服务和@@分销设施@@。

关于@@@@三菱电机@@@@

三菱电机@@创立于@@@@1921年@@，是@@全@@球@@知名@@的@@综合@@性企业@@。在@@2022年@@《财富@@》世界@@500强排名@@中@@@@，位列@@351名@@。截止@@2022年@@3月@@31日@@的@@财年@@@@，集团营收@@44768亿@@日@@元@@（约@@合美元@@@@332亿@@）。作为@@@@一家技术@@主@@导型@@企业@@，三菱电机@@拥有多项@@专利技术@@@@，并凭借@@强大@@的@@技术@@@@实力和@@良好的@@企业信誉在@@全@@球@@的@@电力设备@@、通信@@设备@@、工业@@自@@动@@化@@、电子@@元器件@@@@、家电等@@市@@场@@占据@@重要@@地位@@。尤其@@在@@@@电子@@元器件@@@@市@@场@@@@，三菱电机@@从@@事开发和@@生产@@半导体@@已有@@60余年@@@@。其@@半导体@@产@@品@@@@更是@@在@@变频家电@@、轨道牵引@@、工业@@与@@新能源@@@@、电动@@汽车@@@@、模拟@@/数字通讯以@@及@@有线@@/无线通讯等@@领域@@得到@@了广泛的@@应用@@@@@@@@。

如@@何通过@@实时@@可变栅极驱动@@@@@@强度更大限度地提高@@ SiC 牵引逆变器@@@@的@@效率@@@@@@

judy — Tue, 23 May 2023 07:52:16 +0000

牵引逆变器@@@@是@@电动@@汽车@@@@@@ (EV) 中@@消耗电池@@电量的@@主@@要@@零部件@@@@，功率@@级@@别可达@@ 150kW 或@@更高@@。牵引逆变器@@@@的@@效率@@@@@@和@@性能@@直接影响电动@@汽车@@@@单次充电@@后的@@行驶里程@@。因此@@，为@@了构建下一代@@牵引逆变器@@@@系统@@@@，业界广泛采用@@@@碳化硅@@@@@@@@ (SiC) 场效应晶体管@@ (FET) 来实现更高的@@可靠@@性@@、效率@@和@@功率@@密度@@@@。

图@@ 1 所示@@的@@隔离式栅极驱动@@@@@@器@@集成@@电路@@ (IC) 提供@@从@@低@@电压@@到@@高电压@@（输入到@@输出@@）的@@电隔离@@，驱动@@@@逆变器@@每相的@@高边和@@低@@边@@功率@@模块@@@@@@，并监测和@@保护逆变器@@免受各种@@故障的@@影响@@。根据@@@@汽车@@安全@@完整性等@@级@@ (ASIL) 功能安全@@要@@求@@，栅极驱动@@@@@@器@@ IC 必须符合@@ ISO 26262 标准@@，确保对@@单一故障和@@潜在@@故障的@@故障检测率分别为@@@@@@ ≥99% 和@@ ≥90%。

在@@本文@@中@@@@，我们将@@重点@@介绍实时@@可变栅极驱动@@@@@@强度的@@技术@@@@优势@@@@，这@@项@@新功能可让@@设计人员优化@@系统@@参数@@，例如@@@@效率@@@@（影响电动@@汽车@@@@行驶里程@@）和@@ SiC 过冲@@（影响可靠@@性@@）。

图@@ 1：电动@@汽车@@@@牵引逆变器@@@@框图@@@@@@

通过@@实时@@可变栅极驱动@@@@@@强度提高效@@率@@

栅极驱动@@@@@@器@@ IC 必须尽可能高效@@地导通@@ SiC FET，同时@@@@尽可能降低@@@@开关损耗@@。控制和@@改变栅极驱动@@@@@@电流@@强度的@@能力可降低@@@@@@开关损耗@@@@，但@@代@@价是@@在@@开关期间增加了开关节点@@处的@@瞬态过冲@@@@。改变栅极驱动@@@@@@电流@@可控制@@ SiC 的@@开关速度@@@@，如@@图@@@@ 2 所示@@。

图@@ 2：通过@@改变栅极驱动@@@@@@器@@@@ IC 驱动@@@@强度控制@@ SiC 开关速度@@

栅极驱动@@@@@@电流@@的@@实时@@可变功能可实现瞬态过冲@@管理以@@及@@整个高电压电池@@能量周期的@@设计@@优化@@@@。充满电且@@荷@@电状态为@@@@ 100% 至@@ 80% 的@@电池@@应使@@用@@@@较低@@栅极驱动@@@@@@强度@@，将@@ SiC 电压过冲@@保持在@@限制范围内@@。随着@@电池@@电量从@@@@ 80% 降至@@@@ 20%，采用@@@@较高栅极驱动@@@@@@强度可降低@@@@@@开关损耗@@并提高牵引逆变器@@@@效率@@@@，在@@充电@@周期@@ 75% 的@@时@@间内都属于@@这@@种情况@@，因此@@对@@系统@@效率@@的@@提升@@非常明显@@。图@@ 3 展示了@@典型@@的@@瞬态过冲@@与@@电池@@峰值@@电压和@@电量状态的@@关系@@@@。

图@@ 3：瞬态过冲@@与@@电池@@峰值@@电压和@@电量状态的@@关系@@

UCC5880-Q1 是@@一款最大@@@@ 20A 的@@ SiC 栅极驱动@@@@@@器@@，具有@@多种保护功能@@，适用@@于@@@@汽车@@应用@@@@中@@@@的@@牵引逆变器@@@@@@。其@@栅极驱动@@@@@@强度介于@@@@ 5A 至@@ 20A 之间@@，并且@@@@可通过@@@@一个@@@@ 4MHz 双向@@@@串行外设接口@@ SPI 总线@@或@@三个数字输入引脚进行调整@@。图@@ 4 展示了@@实现可变栅极驱动@@@@@@强度的@@双分离输出的@@实现方案@@。

图@@ 4：UCC5880-Q1 的@@双路输出分离栅极驱动@@@@@@结构@@@@

使@@用@@@@ DPT 评估@@功率@@级@@开关@@

评估@@牵引逆变器@@@@功率@@级@@开关性能@@的@@标准@@方法@@是@@双脉冲@@测试@@@@ (DPT)，它可以@@在@@不同@@@@电流@@下闭合和@@断开@@ SiC 功率@@开关@@。通过@@改变开关时@@间@@，可以@@控制和@@测量工作条件下的@@@@ SiC 开启和@@关断@@波@@形@@，从@@而@@有助于@@评估@@效率@@和@@@@ SiC 过冲@@，后者会影响可靠@@性@@@@。图@@ 5 展示了@@ UCC5880-Q1 低@@边@@ DPT 设置的@@可变强度栅极驱动@@@@@@器@@和@@@@ SiC 半桥@@的@@连接@@图@@@@。

图@@ 5：低@@边@@ DPT 框图@@@@

表@@ 1 的@@结果展示了@@具有@@可变强度的@@@@ SiC 栅极驱动@@@@@@器@@如@@何帮@@助控制过冲@@@@，同时@@@@更大限度地提高效@@率和@@优化@@热@@性能@@@@。EON 和@@ EOFF 分别是@@@@开启和@@关断@@开关能量损耗@@。VDS,MAX 是@@最大@@电压过冲@@@@，TOFF 和@@ TON dv/dt 分别是@@@@ VDS 在@@开启和@@关断@@期间的@@开关速度@@@@@@。

表@@ 1：DPT 摘要@@@@（800V 总线@@，540A 负载电流@@@@，从@@左@@到@@右@@依次为@@最高到@@最低@@栅极驱动@@@@@@@@）

缓解过冲@@@@

图@@ 6 的@@波@@形展示了@@可变栅极驱动@@@@@@强度对@@@@ SiC 过冲@@的@@影响@@，因为@@@@ UCC5880-Q1 栅极驱动@@@@@@电阻和@@驱动@@@@强度是@@实时@@控制的@@@@。使@@用@@@@较低@@的@@栅极驱动@@@@@@@@（SiC 关断@@）可减轻功率@@级@@过冲@@@@。

图@@ 6：实时@@可变栅极驱动@@@@@@强度对@@@@ SiC 过冲@@的@@影响@@：SiC 强驱动@@@@关断@@@@ (a)；SiC 弱驱动@@@@关断@@@@ (b)

表@@ 2 列出了用@@于@@比@@较的@@实际测量值@@@@。根据@@@@系统@@寄生效应和@@噪声控制目标@@，您可以@@相应地在@@过冲@@@@、dv/dt 和@@开关损耗之间@@进行权衡@@。

表@@ 2：栅极驱动@@@@@@强度与@@@@ SiC FET 开关速度@@、过冲@@结果和@@能量损耗间的@@关系@@

延长行驶里程@@

使@@用@@@@ UCC5880-Q1 的@@强大@@栅极驱动@@@@@@控制功能来降低@@@@@@ SiC 开关损耗时@@@@，效率@@提升@@可以@@非常显著@@，具体取决于@@牵引逆变器@@@@的@@功率@@@@级别@@。如@@图@@@@ 7 所示@@，使@@用@@@@全@@球@@统一轻型@@汽车@@测试程序@@ (WLPT) 和@@实际驾驶计程速度和@@加速度进行建模表@@明@@，SiC 功率@@级@@效率@@提升@@可高达@@@@ 2%，相当于@@每块电池@@增加@@ 11 公里@@的@@行驶里程@@。这@@ 11 公里@@可能决定着消费@@者是@@找到@@充电@@桩还是@@被困在@@路上@@@@。

图@@ 7：WLPT 和@@真实计程速度和@@加速度直方图@@@@

UCC5880-Q1 还包括@@@@ SiC 栅极电压阈值@@监测功能@@，可在@@系统@@生命周期内电动@@汽车@@@@每次按@@键启动@@时@@执行阈值@@电压测量@@，并向@@微控制器提供@@电源@@开关数据@@@@@@，用@@于@@预测@@电源@@开关故障@@。

结语@@

随着@@电动@@汽车@@@@@@牵引逆变器@@@@的@@功率@@@@级别接近@@ 300kW，人们迫切需要@@更高的@@可靠@@性和@@更高的@@效率@@@@@@。选择具有@@实时@@可变栅极驱动@@@@@@强度的@@@@ SiC 隔离式栅极驱动@@@@@@器@@有助于@@实现上@@述目标@@。UCC5880-Q1 附带设计支持@@工具@@@@，包括@@评估@@板@@、用@@户指南和@@功能安全@@手册@@，可协助您进行设计@@。

其@@他@@资源@@@@@@
阅读@@白皮书@@“牵引逆变器@@@@ – 汽车@@电气@@化的@@推动@@力@@”。
阅读@@ TI E2E™ 技术@@文@@章@@@@“提高电动@@汽车@@@@牵引逆变器@@@@系统@@的@@安全@@性@@”。

关于@@@@德州仪器@@@@（TI）

相较@@IGBT，SiC如@@何优化@@混动@@和@@电动@@汽车@@@@的@@能效和@@性能@@@@？

judy — Mon, 15 May 2023 07:36:32 +0000

本文@@作者@@@@：安森美@@高级产@@品@@@@线经理@@Jonathan Liao

随着@@人们对@@电动@@汽车@@@@@@ (EV) 和@@混动@@汽车@@@@ (HEV) 的@@兴趣和@@市@@场@@支持@@不断增加@@，汽车@@制造@@商为@@向@@不断扩大@@的@@客户群提供@@优质产@@品@@@@@@，竞争日@@益激烈@@。由@@于@@@@ EV 的@@电机需要@@高千瓦时@@电源@@来驱动@@@@@@，传统的@@@@ 12 V 电池@@已让@@位于@@@@ 400-450 V DC 数量级的@@电池@@组@@，成为@@@@ EV 和@@ HEV 的@@主@@流电池@@电压@@。

市@@场@@已经在@@推动@@向@@更高电压@@电池@@的@@转变@@。800 V DC 和@@更大的@@电池@@将@@变得更占优势@@@@，因为@@@@使@@用@@@@更高的@@电压意味着系统@@可以@@在@@更低@@的@@电流@@下运行@@@@，同时@@@@实现相同的@@功率@@@@输出@@。较低@@电流@@的@@优点@@是@@损耗较低@@@@，需要@@管理的@@热@@耗散较少@@，还有利于@@使@@用@@@@更小@@的@@电缆为@@整个车辆供电@@。

不断发展@@的@@电动@@汽车@@@@@@技术@@对@@于@@@@在@@全@@球@@范围内实现更可持续的@@交通运输至@@关重要@@@@。到@@ 2024 年@@底@@，道路上@@将@@有超过@@@@ 700 万辆@@汽车@@搭载安森美@@@@ (onsemi) VE-Trac™功率@@模块@@@@，仅这@@些@@车辆就@@可以@@每年@@@@减少@@ 2900 万吨的@@二氧化碳排放量@@（见图@@@@ 1）。

图@@ 1.减少车辆搭载安森美@@@@ VE-Trac 功率@@模块@@@@后可减少的@@二氧化碳排放量@@

主@@驱逆变器@@@@

电池@@的@@主@@要@@负载是@@车辆的@@电机@@，使@@用@@@@交流电机的@@@@ EV 和@@ HEV 依赖于@@主@@驱逆变器@@@@将@@直流电池@@电源@@转换@@为@@交流电@@（见图@@@@ 2）。主@@驱逆变器@@@@是@@电动@@汽车@@@@的@@心脏@@，提供@@驱动@@@@汽车@@前进所需的@@扭矩和@@加速度@@。主@@驱逆变器@@@@的@@两个主@@要@@设计考虑因素包括@@转换@@效率@@@@和@@峰值@@功率@@@@@@。

图@@ 2. 主@@驱逆变器@@@@将@@直流电池@@电源@@转换@@为@@交流电源@@@@，提供@@扭矩和@@加速度@@

从@@ DC 到@@ AC 的@@电源@@转换@@效率@@@@越高@@，车辆就@@可以@@使@@用@@@@更小@@的@@电池@@做更多的@@事情@@。更高的@@效率@@@@还意味着系统@@可以@@提供@@更多的@@功率@@@@@@，并减少需要@@管理的@@散热@@@@@@。

峰值@@功率@@决定了车辆的@@整体性能@@@@，特@@别是@@@@车辆的@@瞬时@@扭矩和@@加速能力@@。效率@@（续航里程@@）和@@峰值@@功率@@@@（性能@@）共同决定了车辆的@@应用@@@@@@和@@使@@用@@@@场景@@。

如@@今@@，许多@@ EV 和@@ HEV 都是@@基@@于@@@@@@ IGBT 技术@@构建的@@@@。随着@@碳化硅@@@@@@ (SiC) 技术@@的@@问世@@，更高的@@效率@@@@和@@性能@@成为@@@@可能@@。

碳化硅@@@@的@@优势@@@@

IGBT 技术@@通常@@为@@中@@低@@档车辆提供@@更具成本@@效益的@@解决方案@@@@@@，SiC 提供@@出色的@@效率@@@@和@@峰值@@功率@@@@@@，尤其@@是@@在@@@@较高电压下@@，适用@@于@@@@非常重视续航里程@@和@@性能@@的@@车辆@@，系统@@成本@@也更加灵活@@。每个芯片@@阻抗更低@@@@，可实现出色的@@效率@@@@和@@热@@优化@@@@。在@@这@@些@@功能的@@共同作用@@下@@，每英里的@@电池@@消耗得以@@降低@@@@@@。虽然@@ SiC 的@@成本@@高于@@@@@@ IGBT，但@@在@@许多@@应用@@@@中@@@@@@@@，这@@被@@ SiC 提高的@@能效所带来的@@整车其@@他@@方面的@@成本@@节省所抵消@@。

图@@ 3 到@@图@@@@ 6比@@较了@@ IGBT 效率@@与@@@@ SiC 效率@@。在@@图@@@@ 3 和@@图@@@@ 4中@@，NVH820S75L4SPB 是@@ IGBT 模块@@（方形连线图@@@@），而@@ NVXR17S90M2SPB 是@@ SiC 模块@@（圆形连线图@@@@）。这@@两张图@@显示@@了@@@@ IGBT 因开关频率和@@@@ RMS 负载电流@@@@具有@@更高的@@@@功率@@损耗@@。图@@ 5 和@@图@@@@ 6 显示@@，以@@更高频@@率运行的@@@@ SiC 可实现出色的@@效率@@@@增益@@。

图@@ 3. 8 kHz 开关频率时@@的@@功率@@@@损耗@@

图@@ 4. 15 kHz 开关频率时@@的@@功率@@@@损耗@@

图@@ 5. 8 kHz 时@@的@@效率@@@@增益@@

图@@ 6. 15 kHz 时@@的@@效率@@@@增益@@

转换@@效率@@@@

就@@本质而@@言@@@@，当前的@@@@ IGBT 技术@@会随着@@电压的@@增加而@@变得更厚且@@效率@@更低@@@@，从@@而@@导致需要@@更高的@@阻断电压@@。可以@@基@@于@@@@@@ IGBT 构建更高电压@@的@@逆变器@@@@@@，但@@随着@@电动@@汽车@@@@@@的@@电压达到@@@@@@ 800 V 及以@@上@@@@@@，SiC 的@@效率@@@@将@@大大高于@@@@@@ IGBT。在@@更高电压@@下@@，SiC 不必像@@@@ IGBT 一样@@厚也能实现阻断电压@@。在@@标准@@负载下@@，IGBT 的@@效率@@@@约@@为@@@@ 94%。然而@@@@，在@@较低@@负载下@@，其@@效率@@下降至@@@@@@ 92%，例如@@@@当车辆以@@巡航速度运行时@@@@。相比@@@@之下@@，SiC 在@@标准@@负载下@@可达到@@@@@@ 98%，增益为@@@@ 4%。SiC 在@@较低@@负载下@@具有@@@@ 95% 的@@效率@@@@，增益为@@@@ 3%。

增加行驶里程@@：
一个@@ 100 千瓦时@@的@@电池@@和@@@@基@@于@@@@@@ IGBT 的@@逆变器@@@@解决方案@@@@，可以@@产@@生@@ 300 英里的@@最大@@行驶里程@@。使@@用@@@@ SiC ，效率@@提高@@ 3% 以@@上@@@@，将@@使@@@@车辆的@@续航里程@@增加@@@@ 9 英里或@@更多@@。对@@于@@@@具有@@更大电池@@的@@车辆@@，例如@@@@长途运输卡车@@，续航里程@@会更远@@。

更小@@直径的@@布线@@：
电机可以@@用@@较低@@的@@电流@@驱动@@@@@@，因为@@@@基@@于@@@@@@ SiC 的@@主@@驱逆变器@@@@在@@较高电压下运行@@效率@@更高@@。这@@样@@，就@@可以@@使@@用@@@@直径较小的@@电缆@@。贯穿车辆的@@布线的@@直径变小@@，减少了整体重量@@，这@@样@@只需更少@@的@@电力就@@能驱动@@@@车辆并增加总的@@行驶里程@@。此外@@，更小@@直径的@@布线@@成本@@更低@@@@，抵消了使@@用@@@@高压@@ SiC 主@@驱逆变器@@@@的@@成本@@@@。

系统@@尺寸@@@@：
SiC 技术@@的@@效率@@@@更高@@，使@@高压主@@驱逆变器@@@@在@@尺寸@@上@@更加紧凑@@，而@@不会影响效率@@或@@峰值@@功率@@@@。较小的@@逆变器@@@@使@@设计人员在@@逆变器@@的@@放置方面具有@@更大的@@灵活性@@，并最大@@限度地增加了车内的@@乘客空间和@@可用@@空间@@。

热@@管理@@：
管理车辆内的@@热@@量对@@于@@@@维持整体系统@@效率@@至@@关重要@@@@。基@@于@@@@ SiC 的@@主@@驱逆变器@@@@具有@@更高的@@@@热@@效率@@@@，可产@@生更低@@的@@损耗和@@更少@@的@@散热@@@@@@。这@@意味着@@逆变器@@在@@较低@@的@@温度下运行@@@@@@，带来双重好处@@：牵引系统@@可以@@实现更高的@@峰值@@功率@@@@，同时@@@@降低@@@@散热@@@@系统@@整体成本@@@@。

VE-Trac 高度集成@@功率@@模块@@@@@@

IGBT 和@@ SiC 都是@@主@@驱逆变器@@@@系统@@的@@可行方案@@。然而@@@@，许多@@因素会影响整个牵引系统@@中@@主@@驱逆变器@@@@的@@效率@@@@和@@性能@@@@，没有一个@@简单的@@方程式可以@@确定适合@@给定应用@@@@的@@最佳方法@@@@。

通过@@与@@安森美@@合作@@，工程师可以@@探索各种@@选择@@。安森美@@拥有完整的@@@@主@@驱逆变器@@@@解决方案@@组合@@，包括@@ IGBT 和@@ SiC 技术@@，因此@@ OEM 和@@一级供应商@@可以@@为@@@@@@其@@应用@@@@找到@@合适的@@逆变器@@@@半导体@@解决方案@@@@。安森美@@为@@@@ EV 和@@ HEV 应用@@@@提供@@广泛的@@牵引逆变器@@@@解决方案@@@@，VE-Trac 系列@@就@@是@@@@用@@于@@汽车@@功能电子@@化的@@高度集成@@功率@@模块@@@@@@@@。这@@些@@模块@@采用@@@@创新的@@封装@@@@、先进的@@散热@@@@技术@@并具备出色的@@可靠@@性@@。

安森美@@旗下的@@整个@@ IGBT 和@@ SiC 主@@驱逆变器@@@@产@@品@@@@线均采用@@@@标准@@的@@外壳模块@@封装@@和@@外形@@@@。通过@@标准@@封装@@@@，OEM 可以@@使@@用@@@@同等@@的@@模块@@外形@@@@，将@@现有的@@基@@于@@@@@@ IGBT 的@@系统@@迁移到@@@@ SiC。这@@使@@@@ OEM 只需对@@逆变器@@系统@@设计进行少量修改@@，即@@可在@@现有应用@@@@中@@@@获得@@ SiC 的@@全@@部优势@@@@。

然而@@@@，随着@@行业@@朝着提高可靠@@性的@@方向@@发展@@@@，安森美@@也提供@@压铸模封装@@@@ (TMP) 以@@实现更出色的@@可靠@@性@@。随着@@ OEM 向@@市@@场@@推出新设计@@，TMP 可将@@器件@@封装@@在@@非常坚固的@@塑封压铸模封装@@中@@@@，提高电动@@汽车@@@@在@@恶劣运行环境中@@电气@@连接@@的@@可靠@@性@@。安森美@@提供@@半桥@@解决方案@@@@。

在@@封装@@选项@@@@中@@@@，安森美@@提供@@先进的@@直接散热@@@@@@技术@@以@@最大@@限度地提高导热@@性@@，从@@而@@提高系统@@性能@@和@@可靠@@性@@。模块@@在@@冷却剂和@@@@ IGBT / SiC 芯片@@之间@@具有@@直接散热@@@@@@路径@@，无需额外@@的@@热@@@@188足彩外围@@app ，例如@@@@热@@界面材料@@@@ (TIM) 或@@散热@@@@片@@。对@@于@@@@需要@@更多散热@@@@的@@应用@@@@@@@@，双面散热@@@@允许冷却剂在@@模块@@的@@@@顶面和@@底面流动@@@@，以@@更快地散热@@@@@@。

可靠@@性是@@@@ EV 和@@ HEV 的@@一个@@重要@@因素@@。通过@@使@@用@@@@先进散热@@@@技术@@改进散热@@@@并采用@@@@刚性封装@@来保护电气@@连接@@@@，OEM 可以@@设计出能够在@@更长距离内运行而@@不会出现主@@驱系统@@故障的@@电动@@汽车@@@@@@@@。为@@了进一步提高可靠@@性@@，安森美@@采用@@@@压合式引脚技术@@来连接@@功率@@模块@@@@和@@栅极驱动@@@@@@板之间@@的@@信号@@引脚@@。压合式引脚是@@在@@其@@他@@汽车@@应用@@@@中@@@@经过验证的@@技术@@@@@@，例如@@@@ TPMS 和@@电机控制@@。压合式引脚可确保稳固连接@@@@，而@@且@@@@牢固@@、可靠@@、无焊料@@、可重复@@，且@@针对@@自@@动@@化和@@大批量制造@@进行了优化@@@@。

各种@@ VE-Trac 模块@@还集成@@了智能@@ IGBT 芯片@@，使@@模块@@能够自@@我监控自@@身的@@运行状况@@，以@@应对@@过热@@和@@过流@@等@@保护事件@@。在@@片上@@执行自@@我监控而@@不是@@通过@@外部@@ NTC 热@@敏电阻进行监控@@，可以@@使@@模块@@响应更快@@，并最大@@限度地减少此类事件发生时@@的@@影响@@。

图@@ 7. VE-Trac 系列@@是@@高度集成@@的@@功率@@@@模块@@@@@@，整合一系列@@电压@@、功率@@和@@制造@@技术@@@@，为@@各种@@混动@@和@@电动@@汽车@@@@应用@@@@提供@@合适的@@解决方案@@@@@@。

图@@ 7显示@@了@@ VE-Trac 系列@@中@@@@ OEM 可用@@的@@许多@@选项@@@@@@。采用@@@@直接水冷技术@@的@@@@ VE-Trac Direct 模块@@可轻松与@@压合式标准@@外壳模块@@封装@@相集成@@@@，以@@提高灵活性和@@可靠@@性@@（见图@@@@ 8）。借助@@ IGBT 和@@ SiC 选项@@@@，VE-Trac Direct 模块@@可提供@@@@@@ 100 kW 以@@上@@@@的@@功率@@@@级可扩展性@@。

图@@ 8. VE-Trac Direct 模块@@可扩展到@@@@ 100 kW 以@@上@@@@且@@易于@@集成@@@@

VE-Trac Dual 模块@@采用@@@@紧凑型@@@@ TMP 外形@@尺寸@@@@，体积缩小@@ 30%，同时@@@@为@@需要@@扩展至@@@@ 300 kW 的@@空间受限应用@@@@提供@@相当的@@输出功率@@@@@@（见图@@@@ 9）。VE-Trac 的@@使@@用@@@@寿命比@@标准@@模块@@长@@ 3 倍@@以@@上@@@@@@，还提供@@@@出色的@@电气@@和@@热@@性能@@@@、极低@@的@@封装@@电感@@ (<7 nH) 和@@出色的@@@@ $/kW 值@@。集成@@了智能的@@@@ IGBT 片上@@温度和@@电流@@传感器@@@@，可实现更严格@@的@@容差@@（± 7°，而@@基@@于@@@@@@ NTC 的@@传感为@@@@ ± 14°）和@@更快的@@故障检测@@（200 ns，而@@ DESAT 为@@ 2 μs+）。

图@@ 9. VE-Trac Dual 模块@@采用@@@@紧凑型@@@@ TMP 外形@@，提供@@出色的@@电气@@和@@热@@性能@@及@@ $/kW 值@@。

VE-Trac B2-Direct SiC 模块@@采用@@@@新技术@@@@，提供@@ SiC 的@@效率@@@@和@@高峰值@@功率@@@@，含下一代@@封装@@@@、直接散热@@@@@@和@@热@@性能@@技术@@@@，可延长整体寿命性能@@@@（见图@@@@ 10）。其@@他@@主@@要@@特@@性@@包括@@@@：通过@@银烧结将@@芯片@@连接@@到@@@@ DBC 上@@、源@@夹具互连@@、与@@ AHPM DSC 的@@封装@@兼容@@性@@，以@@及@@从@@中@@功率@@到@@高功率@@的@@可扩展功率@@输出@@。

图@@ 10. VE-Trac B2-Direct SiC 模块@@通过@@下一代@@封装@@@@、直接散热@@@@@@、和@@热@@性能@@技术@@提供@@出色的@@效率@@@@和@@高峰值@@功率@@@@@@。

可扩展集成@@@@

凭借@@多功能和@@可扩展的@@封装@@选项@@@@@@，安森美@@可为@@每个应用@@@@提供@@合适的@@模块@@@@。VE-Trac Direct 功率@@模块@@@@提供@@@@ 100 至@@ 180 kW 的@@可扩展解决方案@@@@，具有@@适用@@于@@@@三相电机应用@@@@的@@相同机械封装@@@@。VE-Trac Dual 解决方案@@提供@@了极高的@@灵活性@@，功率@@模块@@@@可以@@垂直横向@@排列@@，可根据@@@@应用@@@@调整逆变器@@系统@@@@，使@@之更长更薄或@@更短更厚@@。此外@@，逆变器@@系统@@可以@@在@@同一相上@@并联放置两个多功率@@模块@@@@@@，以@@增加峰值@@功率@@@@，从@@而@@在@@类似的@@紧凑外形@@中@@提供@@高达@@@@ 2 倍@@的@@功率@@@@@@。

作为@@@@功率@@半导体@@@@市@@场@@@@的@@领导者@@，安森美@@了解@@设计高效@@@@、可靠@@和@@可持续的@@电源@@解决方案@@@@的@@重要@@性@@。VE-Trac 系列@@等@@广泛而@@灵活的@@集成@@模块@@产@@品@@@@组合使@@@@ OEM 能够为@@应用@@@@选择合适的@@解决方案@@@@@@，从@@低@@电压@@、具有@@成本@@效益的@@@@ IGBT 模块@@，到@@提供@@高效@@率和@@高峰值@@功率@@的@@高压@@ SiC 模块@@等@@@@。安森美@@也是@@一家@@ SiC 供应商@@，提供@@全@@面的@@垂直整合@@量产@@@@服务@@。

凭借@@在@@汽车@@@@行业@@的@@悠久历史@@（40 多年@@@@），安森美@@还提供@@@@完整的@@@@设计支持@@@@，包括@@全@@面的@@应用@@@@@@笔记和@@仿真模型@@@@@@，用@@户还可获得安森美@@功能安全@@专家和@@全@@球@@开发支持@@团队的@@帮@@助@@。除了对@@@@ SiC 制造@@等@@技术@@进行大量投资外@@，安森美@@还以@@可靠@@的@@封装@@@@、完整的@@@@垂直电源@@整合和@@先进的@@散热@@@@方案等@@创新@@，不断推动@@整个行业@@的@@进步@@。安森美@@了解@@汽车@@行业@@的@@发展@@方向@@@@，并致力于@@提供@@@@ OEM 所需的@@技术@@@@@@，为@@混动@@和@@电动@@汽车@@@@提供@@可靠@@@@、优质的@@电力驱动@@@@@@。

适用@@于@@@@运输领域@@的@@@@@@SiC：设计入门@@

judy — Wed, 19 Apr 2023 06:47:35 +0000

作者@@：Tomas Krecek和@@Nitesh Satheesh，Microchip Technology Inc.

简介@@
在@@这@@篇文@@章@@中@@@@，作者@@分析@@了运输辅助动@@力装置@@（APU）的@@需求@@@@，并阐述了@@SiC MOSFET、二极管@@及栅极驱动@@@@@@器@@的@@理想静态和@@动@@态特@@性@@@@。

为@@什么使@@用@@@@宽带隙@@@@（WBG）材料@@？
对@@于@@@@任何电力电子@@工程师来说@@@@，必须大致了解@@适用@@于@@@@功率@@半导体@@@@开关器件@@@@的@@半导体@@物理学原理@@，以@@便掌握非理想器件@@的@@电气@@现象及其@@对@@目标应用@@@@的@@影响@@。理想开关在@@关断@@时@@的@@电阻无穷大@@，导通时@@的@@电阻为@@零@@，并且@@@@可在@@这@@两种状态之间@@瞬间切换@@。从@@定量角度来看@@，由@@于@@@@基@@于@@@@@@MOSFET的@@功率@@@@器件@@@@@@是@@单极性器件@@@@，因此@@与@@这@@一定义最为@@接近@@。功率@@MOSFET结构@@中@@的@@@@导通状态电流@@通过@@单极传输@@，这@@意味着@@N沟道器件@@中@@只有@@电子@@@@。由@@于@@@@没有少数载流子注@@入@@，因此@@在@@栅极偏压降低@@@@到@@一定的@@阈值@@电压以@@下后@@，电流@@会立即@@断开@@。

另一方面@@@@，双极性器件@@可利用@@@@双极性@@（电子@@-空穴@@）调制@@，将@@空穴@@注@@入基@@极@@，从@@而@@显著提高导通能力@@。这@@些@@“额外@@”注@@入的@@载流子必须在@@器件@@从@@导通状态切换到@@@@关断@@状态时@@消除@@。这@@可通过@@@@以@@下两种方法@@实现@@：一是@@通过@@栅极驱动@@@@@@电流@@消除电荷@@@@，二是@@通过@@电子@@@@-空穴@@重组过程@@。双极性器件@@的@@这@@种固有特@@点@@会造成显著的@@功率@@@@损失@@，从@@而@@降低@@@@开关性能@@@@。因此@@，单极性器件@@更符合我们前文@@所述的@@三个理想条件之一@@，即@@理想的@@开关可以@@在@@导通@@/关断@@状态之间@@瞬间切换@@。

图@@1. 价带和@@导带之间@@较宽的@@能量@@带隙可使@@@@SiC在@@关断@@状态下成为@@@@较好的@@隔离器@@，并且@@@@能减少@@MOSFET的@@厚度@@

如@@何改善另外@@两个理想条件@@？
半导体@@器件@@内的@@电流@@必须流经一个@@称为@@漂移区的@@区域@@（见图@@@@2）。此区域的@@作用@@是@@完全@@阻断关断@@状态下的@@额定电压@@。阻断电压越高@@，需要@@的@@沟道长度越长@@，从@@而@@导致电阻越大@@。这@@表@@明我们的@@理想功率@@开关@@性能@@会随着@@标称电压的@@升高而@@变差@@。

考虑到@@@@硅@@材料@@的@@特@@性@@@@@@，高于@@@@200V的@@标称电压会因沟道过长而@@颇具挑战性@@（使@@器件@@在@@电气@@性能@@上@@和@@经济效益上@@都失去优势@@@@）。在@@这@@种情况下@@，IGBT等@@双极性器件@@的@@优势@@较大@@（实现了@@开关权衡@@），宽带隙@@半导体@@也是@@一种可以@@尽量减少不利影响的@@替代@@性技术@@解决方案@@@@。图@@1重点@@介绍了宽价带的@@优势@@@@（粒子不能占据@@这@@个@@带区@@）。“宽带隙@@”材料@@的@@主@@要@@优点@@在@@于@@@@，在@@阻断模式下@@可成为@@@@较好的@@隔离器@@（更接近左@@侧的@@隔离器@@），在@@导通模式下@@可成为@@@@极其@@出色的@@导体@@（Si和@@SiC的@@载流子流动@@性都很高@@）。

图@@2. 漂移区更窄是@@@@SiC的@@WBG特@@性@@的@@主@@要@@影响@@，这@@是@@@@导致总@@Rdson增大的@@最大@@因素@@。

目标应用@@@@中@@@@存在@@哪些宽带隙@@优势@@@@？
我们已经解释过@@，WBG半导体@@支持@@采用@@@@固有快速@@MOSFET结构@@，适合@@非常高的@@阻断电压@@。对@@于@@@@谐振模式下@@的@@直流@@-直流转换@@器@@@@，这@@一点@@尤为@@实用@@@@。输出特@@性@@图@@@@（图@@3a）给出了有关@@这@@类器件@@导通性能@@的@@更多信息@@。Si-IGBT用@@作比@@较的@@参照物@@；我们可以@@看到@@@@，在@@某些交叉点@@上@@@@，当接近两种器件@@的@@标称电流@@时@@@@，SiC-MOSFET的@@固有性能@@更好@@（压降更低@@@@）。这@@最终产@@生了一条平坦的@@效率@@@@曲线@@，并且@@@@有利于@@任何主@@要@@在@@@@略高于@@@@标称功率@@的@@轻载条件下工作@@的@@转换@@器@@@@。

图@@3. 直接影响功率@@开关@@选择的@@三个最重要@@电气@@特@@性@@@@@@

如@@图@@@@3c中@@所示@@@@，SiC-MOSFET结构@@的@@第三象限@@（有时@@@@称为@@整流象限@@）工作模式有一个@@非常有趣的@@特@@点@@@@。在@@这@@种模式下@@@@，SiC-MOSFET可以@@用@@作二极管@@@@。或@@者@@，如@@果@@我们导通沟道@@，则会开启器件@@并产@@生极小的@@导通损耗@@。这@@样@@的@@开关可用@@作双向@@@@开关@@，在@@两个方向@@上@@的@@性能@@几乎相同@@。

栅极驱动@@@@@@挑战@@
更高的@@栅极电压@@需求@@@@：通常@@，SiC器件@@具有@@较宽的@@带隙以@@及@@较高的@@@@P型@@基@@极层浓度水平@@（见图@@@@2），因此@@其@@栅极电压阈值@@较高@@，这@@样@@主@@要@@是@@为@@了避免击穿@@。因此@@，要@@在@@@@SiC功率@@MOSFET中@@达到@@@@合理的@@栅极驱动@@@@@@电压以@@完全@@打开沟道@@，会成为@@@@一种根本性的@@挑战@@。在@@图@@@@3b中@@，捕捉到@@了@@SiC-MOS和@@Si-IGBT的@@典型@@传输特@@性@@@@。读者会发现@@，SiC-MOS的@@沟道打开速度略微@@“缓慢@@”，在@@20V左@@右@@时@@@@，Rdson达到@@@@最小值@@@@。鉴于@@此@@，栅极驱动@@@@@@器@@应持续提供@@@@20V的@@栅极电压@@，最好是@@可以@@进行配置@@。

由@@于@@@@存在@@栅极电荷@@残留@@，SiC-MOS结构@@中@@必须具有@@负偏压@@，同样@@，最好可以@@进行配置以@@实现优化@@@@。近乎理想的@@功率@@@@开关@@和@@它们周围的@@封装@@寄生@@188足彩外围@@app （见图@@@@4）的@@组合会引起过压和@@振荡@@。关键在@@于@@@@(a)尽量减少所有外部直流链路@@+连接@@+栅极路径和@@内部杂散高级功率@@模块@@@@的@@封装@@@@188足彩外围@@app ，包括@@开尔文@@型@@栅极连接@@@@；(b)利用@@@@优化@@的@@@@SiC-MOS技术@@；以@@及@@(c)在@@适用@@的@@情况下@@@@，采用@@@@先进的@@栅极驱动@@@@@@技术@@@@，如@@图@@@@4所示@@的@@有源@@栅极电压控制@@（Augmented Switching™）。

图@@4. 实现可靠@@@@、高效@@SiC-MOS驱动@@@@的@@栅极驱动@@@@@@器@@和@@封装@@的@@@@主@@要@@假设@@

总结@@
凭借@@快速开关@@和@@高压操作的@@出色组合@@，SiC MOSFET成为@@@@辅助电源@@的@@理想选择@@，尤其@@是@@其@@出色的@@第三象限工作模式@@，进一步凸显了其@@优势@@@@。随着@@电动@@列车等@@新兴技术@@的@@问世@@@@，SiC MOSFET成为@@@@了更具吸引力的@@选择@@，无论对@@软开关还是@@硬开关均适用@@@@。借助@@可最大@@限度地减少寄生效应的@@高级封装@@技术@@和@@数字栅极驱动@@@@@@技术@@@@，这@@些@@强大@@的@@器件@@@@能够充分发挥@@全@@部优势@@@@。

SiC乘风起势@@！《2023 SiC功率@@半导体@@@@市@@场@@@@分析@@报告@@》全@@新发布@@

judy — Thu, 23 Mar 2023 01:57:39 +0000

根据@@@@TrendForce集邦咨询旗下化合物半导体@@研究处最新报告@@《2023 SiC功率@@半导体@@@@市@@场@@@@分析@@报告@@-Part1》分析@@，随着@@Infineon、ON Semi等@@与@@汽车@@@@、能源@@业者合作项@@目明朗化@@，将@@推动@@@@2023年@@整体@@SiC功率@@188足彩外围@@app 市@@场@@规@@模达@@22.8亿@@美元@@@@，年@@成长@@41.4%。

与@@此同时@@@@@@，受惠于@@下游应用@@@@市@@场@@的@@强劲需求@@@@，TrendForce集邦咨询预期@@，至@@2026年@@SiC功率@@188足彩外围@@app 市@@场@@规@@模可望达@@53.3亿@@美元@@@@，其@@主@@流应用@@@@仍倚重电动@@汽车@@@@及可再生能源@@@@@@。

TrendForce集邦咨询表@@示@@@@，SiC衬底@@材料@@的@@供应问题仍然限制着产@@业发展@@@@，纵使@@@@STM与@@ON Semi积极推动@@内部供应@@，但@@实际量产@@@@进程显然@@不及预期@@，因此@@这@@些@@厂商必须从@@多渠道寻求稳定的@@外部供应@@。

在@@此情况下@@，各大@@SiC衬底@@厂商已加快扩产@@脚步@@，但@@须注@@意的@@是@@用@@于@@汽车@@@@main inverter的@@高质量@@SiC衬底@@制造@@能力@@仍掌控在@@@@Wolfspeed等@@极少数厂商手中@@@@，这@@也导致了车用@@@@SiC产@@能持续紧张@@。与@@此同时@@@@@@，以@@天科合达为@@代@@表@@的@@中@@国衬底@@厂商的@@迅速崛起亦吸引到@@下游领先业者的@@关注@@@@，随着@@其@@位于@@北京大兴的@@新工厂步入量产@@@@@@，天科合达营收规@@模正在@@快速放大@@，并开始着墨于@@外延@@片@@制造@@@@。

目光转向@@@@@@SiC功率@@188足彩外围@@app 市@@场@@，STM继续维持领导地位@@，其@@相关业务@@在@@过去@@一年@@里实现营收接近@@7亿@@美元@@@@，Infineon则在@@工业@@@@市@@场@@表@@现亮眼@@，并不断拓展汽车@@客户@@，而@@Wolfspeed则寄予@@8英寸@@MVF Fab量产@@@@，来为@@其@@未来@@功率@@@@188足彩外围@@app 业务@@提供@@强劲增长动@@能@@。另外@@值@@得注@@意的@@是@@@@@@，ON Semi正在@@迅速抢占市@@场@@@@，该@@公司@@近年@@来@@@@成长迅速@@，这@@与@@@@其@@结构@@性战略@@转型@@密切相关@@。

进一步以@@终端应用@@@@市@@场@@分析@@供应链情况@@，电动@@汽车@@@@与@@储@@能设施市@@场@@的@@快速发展@@则是@@导致供需失衡的@@关键因素@@，国际@@IDM大厂@@的@@@@SiC MOSFET产@@能亦将@@在@@近几年@@维持供不应求态势@@。对@@此@@，中@@国厂商如@@三安光电@@、瞻芯@@、士兰微@@、清纯半导体@@等@@正在@@寻求@@SiC MOSFET制程突破@@，以@@完全@@实现@@IDM模式转变@@，但@@在@@开发过程中@@仍面临着诸多阻碍@@。

另外@@，考虑到@@@@仍然有许多@@@@Fabless厂商参与@@到@@@@SiC市@@场@@，X-FAB等@@代@@工厂亦在@@积极发展@@相关业务@@@@，特@@别是@@@@台系厂商@@，继汉磊之后@@，鸿扬半导体@@@@、积亚半导体@@陆续投身其@@中@@@@@@。此外@@，受吉利汽车@@投资的@@新兴代@@工业@@者芯粤能同样@@备受市@@场@@关注@@@@，其@@相关项@@目预计@@在@@今年@@下半年@@正式投产@@@@，同时@@@@该@@公司@@合作伙伴芯聚能已实现车规@@级@@SiC功率@@模块@@@@量产@@@@@@。

当然@@，SiC专用@@生产@@设备市@@场@@的@@发展@@同样@@值@@得关注@@@@，部分关键设备的@@交期仍在@@延长@@，外延@@反应器便是@@其@@中@@@@之一@@，这@@将@@影响到@@天域半导体@@@@、瀚天天成等@@外延@@片@@供货商的@@扩产@@进程@@，但@@亦为@@本土设备厂商创造了替代@@机会@@。另外@@，透过近期@@ASM、Veeco分别对@@@@LPE与@@Epiluvac的@@收购@@@@案例@@，可以@@看出国际@@半导体@@设备厂商已经意识到@@@@SiC市@@场@@的@@巨大潜力@@@@，陆续展开布局@@@@。（文@@：化合物半导体@@市@@场@@@@ Matt）

Microchip推出全@@新@@MPLAB® SiC电源@@模拟@@器@@，助力客户在@@设计阶段测试@@SiC电源@@解决方案@@@@

judy — Tue, 21 Mar 2023 02:53:17 +0000

基@@于@@@@PLECS的@@工具@@可在@@将@@设计实现为@@硬件之前@@@@，快速评估@@针对@@各种@@电源@@开关拓扑结构@@@@的@@解决方案@@@@@@

电气@@化正在@@推动@@@@SiC半导体@@的@@增长@@，由@@于@@@@其@@具备快速开关@@能力@@、更低@@的@@功率@@@@损耗和@@更高的@@温度性能@@@@，电动@@汽车@@@@、可持续发展@@和@@工业@@等@@大型@@细分市@@场@@都转向@@@@@@SiC电源@@解决方案@@@@。为@@了帮@@助电源@@设计@@工程师轻松@@、快速和@@放心地过渡到@@@@@@SiC电源@@解决方案@@@@，Microchip Technology Inc.（美国微芯科技公司@@@@）今日@@宣布@@@@推出@@MPLAB® SiC电源@@模拟@@器@@，可在@@将@@设计实现为@@硬件之前@@，快速评估@@各种@@拓扑结构@@@@中@@@@的@@@@Microchip SiC电源@@器件@@和@@模块@@@@。

Microchip的@@MPLAB SiC电源@@模拟@@器@@是@@@@与@@@@Plexim合作设计的@@基@@于@@@@@@PLECS的@@软件环境@@，提供@@在@@线免费工具@@@@，无需购买模拟@@许可证@@。MPLAB SiC电源@@模拟@@器@@加速了各种@@基@@于@@@@@@SiC的@@电源@@拓扑结构@@@@的@@设计@@过程@@。客户可以@@放心地在@@设计阶段对@@@@SiC解决方案@@进行基@@准测试和@@评估@@@@。

Microchip碳化硅@@@@业务@@部副总裁@@Clayton Pillion表@@示@@：“追求@@SiC技术@@的@@客户现在@@@@可以@@使@@用@@@@基@@于@@@@网@@络的@@@@MPLAB SiC电源@@模拟@@器@@，对@@设计进行基@@准测试并选择最适合@@的@@@@Microchip SiC产@@品@@@@。凭借@@在@@碳化硅@@@@领域@@二十多年@@@@的@@深耕@@，Microchip可为@@客户提供@@多种多样的@@@@SiC电源@@解决方案@@@@，还可以@@很方便地使@@用@@@@其@@他@@@@Microchip配套器件@@进行设计@@。”

新工具@@通过@@提供@@全@@面的@@@@SiC评估@@，不仅可以@@提供@@有价值@@的@@基@@准数据@@@@@@，还可以@@减少@@188足彩外围@@app 选择时@@间@@，从@@而@@加快产@@品@@@@上@@市@@速度@@。如@@果@@一位电源@@电子@@设计师要@@在@@@@@@25 mΩ和@@40 mΩ SiC MOSFET之间@@选择三相有源@@前端转换@@器@@@@，就@@可以@@立即@@得到@@模拟@@结果@@，如@@器件@@的@@平均功率@@耗散和@@峰值@@结温@@@@。

MPLAB SiC电源@@模拟@@器@@是@@@@OEM厂商为@@电动@@出行@@、可持续发展@@和@@工业@@应用@@@@设计电源@@系统@@的@@重要@@设计工具@@@@@@，相关应用@@@@包括@@电动@@汽车@@@@@@、板上@@@@/板下充电@@@@、电源@@和@@电池@@储@@能系统@@@@@@@@。

Microchip的@@SiC产@@品@@@@组合包括@@具有@@最低@@寄生电感@@@@@@（>2.9nh）的@@行业@@领先的@@电源@@模块@@@@，以@@及@@具有@@最高额定电流@@的@@行业@@领先的@@@@3.3 kV分立@@式@@MOSFET和@@二极管@@@@。组合内其@@他@@产@@品@@@@还包括@@@@@@700V、1200V和@@1700V的@@裸片@@、分立@@器件@@@@和@@模块@@@@，以@@及@@AgileSwitch®可配置数字栅极驱动@@@@@@器@@@@。

这@@些@@SiC器件@@具有@@耐用@@性和@@优异性能@@@@，可提供@@@@预计@@超过@@@@100年@@的@@@@栅极氧化物寿命和@@无退化体二极管@@@@。在@@大功率@@@@应用@@@@中@@@@@@，SiC技术@@比@@硅@@绝缘栅双极晶体管@@（IGBT）具有@@更高的@@@@系统@@效率@@@@、功率@@密度@@和@@温度稳定性@@。

有关@@Microchip碳化硅@@@@半导体@@的@@更多信息@@，请访问@@我们的@@网@@站@@@@。

支持@@
客户在@@进行设计的@@每个环节@@，都将@@得到@@@@Microchip资深工程师团队的@@专门支持@@@@。

供货与@@定价@@
Microchip的@@MPLAB SiC电源@@模拟@@器@@免费提供@@@@，可点@@击此处获取@@。如@@需获取其@@他@@信息@@，请联系@@Microchip销售@@代@@表@@@@。

资源@@@@
可通过@@@@Flickr或@@联系编辑获取高分辨率图@@片@@（可免费发布@@）：
• 应用@@@@图@@片@@：www.flickr.com/photos/microchiptechnology/52717635737/sizes/l

Microchip Technology Inc. 简介@@
Microchip Technology Inc.是@@致力于@@智能@@、互联和@@安全@@的@@嵌入式控制解决方案@@的@@领先供应商@@@@。其@@易于@@使@@用@@@@的@@开发工具@@和@@丰富的@@产@@品@@@@@@组合让@@客户能够创建最佳设计@@，从@@而@@在@@降低@@@@风险的@@同时@@@@减少系统@@总成本@@@@，缩短上@@市@@时@@间@@。Microchip的@@解决方案@@@@为@@工业@@@@、汽车@@、消费@@、航天和@@国防@@、通信@@以@@及@@计算市@@场@@中@@@@12万多家客户提供@@服务@@。Microchip总部位于@@美国亚利桑那州@@Chandler市@@，提供@@出色的@@技术@@@@支持@@@@、可靠@@的@@产@@品@@@@@@交付和@@卓越的@@质量@@。详情请访问@@公司@@网@@站@@@@@@ www.microchip.com 。

是@@时@@候从@@@@Si切换到@@@@SiC了吗@@？

judy — Fri, 17 Mar 2023 08:44:53 +0000

作者@@：Uwe Jansen，来源@@@@：英飞凌@@工业@@半导体@@微信公众号@@@@

在@@过去@@的@@几年@@里@@，碳化硅@@@@(SiC)开关器件@@@@，特@@别是@@@@SiC MOSFET，已经从@@一个@@研究课题演变成一个@@重要@@的@@商业化产@@品@@@@@@。最初是@@在@@光伏@@@@（PV）逆变器@@和@@@@电池@@电动@@车@@（BEV）驱动@@@@系统@@中@@采用@@@@@@，但@@现在@@@@@@，越来越多的@@应用@@@@@@正在@@被解锁@@。在@@使@@用@@@@电力电子@@器件@@的@@设备和@@系统@@设计中@@都必须评估@@@@SiC在@@系统@@中@@可能的@@潜力@@@@@@，以@@及@@利用@@@@这@@一潜力@@的@@最佳策略是@@什么@@。那么@@，你从@@哪里开始呢@@？

工程师老前辈可能还记得双极晶体管在@@@@SMPS中@@被@@MOSFET取代@@@@的@@速度有多快@@，或@@者@@IGBT模块@@将@@双极达林顿晶体管模块@@踢出逆变器@@的@@速度有多快@@。

电力电子@@的@@驱动@@@@力一直是@@降低@@@@损耗@@、小型@@化@@和@@提高可靠@@性@@。预计@@这@@将@@继续下去@@。那么@@，是@@否@@有必要@@匆匆忙忙地将@@每个设计尽快从@@硅@@@@（Si）转换@@到@@@@SiC？IGBT是@@否@@会像@@几十年@@前的@@@@双极达林顿一样@@完全@@从@@市@@场@@上@@消失@@？

今天@@的@@电力电子@@应用@@@@比@@@@80年@@代@@和@@@@90年@@代@@的@@应用@@@@@@更加多样化@@，功率@@半导体@@@@的@@市@@场@@也更大@@。因此@@，从@@Si到@@SiC的@@有序的@@部分替代@@比@@所有应用@@@@的@@颠覆性改变更现实@@。然而@@@@，这@@在@@具体的@@应用@@@@@@中@@@@取决于@@@@SiC为@@该@@应用@@@@提供@@的@@价值@@@@。

SiC如@@何为@@电力电子@@设计提供@@价值@@@@？

在@@使@@用@@@@电感器或@@变压器@@的@@功率@@@@变换系统@@中@@@@，SiC可以@@提高开关频率@@，从@@而@@使@@@@电感@@188足彩外围@@app 更小@@、更轻@@，并最终降低@@@@成本@@@@@@，这@@是@@@@SiC MOSFET进入@@光伏@@逆变器@@@@的@@重要@@原因@@。几年@@前@@，SiC MOSFET开始应用@@@@在@@@@ANPC拓扑结构@@@@中@@@@，是@@1500V光伏@@系统@@很好的@@设计@@方案@@。这@@种拓扑结构@@@@提高了开关频率@@，其@@中@@@@只有@@三分之一的@@功率@@@@器件@@@@@@采用@@@@了@@SiC MOSFET，系统@@性价比@@高@@。

但@@并非所有的@@应用@@@@@@都能从@@提高开关频率中@@受益@@。在@@通用@@变频器@@（GPD）应用@@@@中@@@@，由@@于@@@@没有电感@@188足彩外围@@app 可以@@从@@更高的@@开关频率@@中@@受益@@。即@@使@@在@@今天@@使@@用@@@@的@@不太高的@@调制@@频率下@@，电机电流@@也已经是@@几乎完美正弦的@@了@@。但@@是@@@@，SiC也可以@@用@@来减少导通损耗@@。与@@IGBT和@@二极管@@@@不一样@@@@，只要@@应用@@@@通常@@的@@@@PWM模式下@@，SiC MOSFET在@@两个方向@@都具有@@@@“无拐点@@电压@@”的@@特@@性@@@@。因此@@，如@@果@@使@@用@@@@@@足够大的@@芯片@@面积@@，就@@可以@@实现导通损耗的@@大幅降低@@@@@@。这@@使@@@@得@@设计集成@@在@@电机中@@的@@@@驱动@@@@器@@@@成为@@@@可能@@。它可以@@集成@@到@@密封的@@机箱内@@，并采用@@@@自@@然冷却@@。此外@@，长时@@间内工作在@@轻载的@@应用@@@@@@@@，可以@@利用@@@@@@@@“无拐点@@电压@@”的@@特@@点@@来降低@@@@能耗和@@总拥有成本@@@@（TCO）。

如@@果@@体二极管@@可以@@用@@作续流二极管@@@@，如@@英飞凌@@@@CoolSiC™ MOSFET，这@@将@@提供@@另一个@@对@@某些驱动@@@@器@@很重要@@的@@好处@@。无论功率@@流方向@@如@@何@@，功率@@耗散将@@始终在@@同一个@@芯片@@中@@@@，从@@而@@大大减少与@@功率@@循环有关@@的@@温度波@@动@@@@。

图@@1：体二极管@@的@@同步整流@@

有时@@@@，更高的@@温度运行被宣称为@@@@SiC的@@一个@@好处@@。在@@需要@@在@@@@高温环境下散热@@@@的@@应用@@@@@@中@@@@@@，这@@将@@是@@一个@@重要@@的@@特@@性@@@@@@，但@@前提是@@封装@@和@@其@@他@@系统@@@@188足彩外围@@app 也要@@适合@@这@@种环境@@。

总结@@一下@@：
当一个@@应用@@@@可以@@从@@@@Si到@@SiC的@@切换中@@受益时@@@@，以@@正确的@@策略进行切换是@@很重要@@的@@@@。但@@是@@@@简单粗暴的@@切换可能无法充分利用@@@@新的@@半导体@@材料@@的@@潜力@@@@@@，即@@使@@它的@@工作没有问题@@。应该@@考虑尽量减少直流母线@@连接@@和@@栅极驱动@@@@@@器@@上@@的@@杂散电感@@，而@@且@@@@在@@大多数情况下@@@@，保护方案也需要@@调整@@。由@@于@@@@这@@需要@@时@@间@@，开发项@@目应尽早开始@@，即@@使@@目前@@@@SiC的@@供应情况看起来很紧张@@。