《電子技術(shù)應(yīng)用》
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新一代功率半導(dǎo)體替代傳統(tǒng)硅器件從搶占IGBT市場(chǎng)開(kāi)始

2018-09-24

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  傳統(tǒng)的硅功率器件,,由于價(jià)格低廉與開(kāi)發(fā)時(shí)間較早,,已在各種電力電子系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用,。然而,,隨著電力電子應(yīng)用的高效率,、高頻切換,、高溫操作,、高功率密度等需求,,逐漸帶出碳化硅與氮化鎵等新一代寬禁帶材料功率半導(dǎo)體技術(shù)與產(chǎn)品進(jìn)入應(yīng)用量產(chǎn)階段……

  繼現(xiàn)有的硅(Silicon,Si)之后,采用碳化硅(Silicon Carbide, SiC)和氮化鎵(Gallium Nitride, GaN)等新型半導(dǎo)體材料的功率組件產(chǎn)品紛紛出現(xiàn)在人們的視野之內(nèi),。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,,預(yù)計(jì)到2020年,新一代功率半導(dǎo)體的銷(xiāo)售額將達(dá)到1665億日元,,約為2014年(129億日元)的約13倍,。隨著新一代功率半導(dǎo)體的出現(xiàn),會(huì)逐漸擠壓Si功率半導(dǎo)體的市場(chǎng)空間么,?其將會(huì)帶來(lái)哪些新的市場(chǎng)機(jī)遇,?當(dāng)前面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)又有哪些?

  SiC和GaN功率器件優(yōu)勢(shì)明顯 逐步導(dǎo)入應(yīng)用階段

  為了實(shí)現(xiàn)高效率的能源傳輸與利用,,高性能功率元件在能源轉(zhuǎn)換中扮演著重要角色,。傳統(tǒng)矽基(Si-based)材料由于無(wú)法提供較低導(dǎo)通電阻,因而在電力傳輸或轉(zhuǎn)換時(shí)導(dǎo)致大量能量損耗,。SiC元件則由于具備高導(dǎo)熱特性,,加上材料具有寬能隙特性而能耐高壓與承受大電流,更符合高溫作業(yè)應(yīng)用與高能效利用的要求,,在近期持續(xù)受到熱切關(guān)注,。相較于SiC已發(fā)展十多年了,GaN功率元件則才剛進(jìn)入市場(chǎng),,它是一種擁有類(lèi)似于SiC性能優(yōu)勢(shì)的寬能隙材料,,但擁有更大的成本控制潛力。

  瀚薪科技股份有限公司市場(chǎng)與營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理?xiàng)钛艒贡硎?,傳統(tǒng)的硅功率器件,,由于價(jià)格低廉與開(kāi)發(fā)時(shí)間較早,已在各種電力電子系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用,。然而,,隨著電力電子應(yīng)用的高效率、高頻切換、高溫操作,、高功率密度等需求,,逐漸帶出碳化硅與氮化鎵等新一代寬禁帶材料功率半導(dǎo)體技術(shù)與產(chǎn)品進(jìn)入應(yīng)用量產(chǎn)階段。

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  瀚薪科技股份有限公司市場(chǎng)與營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理 楊雅嵐

  意法半導(dǎo)體功率分立器件部技術(shù)市場(chǎng)高級(jí)經(jīng)理 Gianfranco CALABRO直言,,SiC和GaN這兩種寬帶隙功率器件的開(kāi)發(fā)目的都是為適用于新興大功率應(yīng)用領(lǐng)域,,提高能效和開(kāi)關(guān)頻率,降低功率損耗,。但目前與傳統(tǒng)硅器件相比,,市場(chǎng)份額還較低。

  無(wú)疑,,作為新一代功率器件,,SiC和GaN的性能更加優(yōu)異。美國(guó)力特公司(Littelfuse, Inc.)資深銷(xiāo)售經(jīng)理朱少榮稱(chēng),,相比傳統(tǒng)的Si功率器件,,SiC具有四大優(yōu)點(diǎn):開(kāi)關(guān)功耗小,更適合高頻開(kāi)關(guān)電源,;極低的正向壓降,,導(dǎo)通功耗低;結(jié)溫高達(dá)175度,; MPS(合并肖特極P-N結(jié))架構(gòu)提高了抗沖擊能力,,降低了漏電流。

  強(qiáng)茂股份有限公司 SiC產(chǎn)品經(jīng)理方士碩進(jìn)一步表示,,在高溫工作環(huán)境下,,SiC與GaN電性相較Si組件穩(wěn)定且效能較好,切換速度(switching speed)快速,,使組件效率提升,;在設(shè)計(jì)上則因?yàn)榭稍诟邷毓ぷ鳎蓽p少散熱系統(tǒng)體積,。方士碩指出,,由于Si產(chǎn)品成本較低,市占量還是最高,,但考慮到效能以及節(jié)能需求,,預(yù)計(jì)到2020年時(shí),SiC與GaN等寬能隙材料的需求量將會(huì)比現(xiàn)在提高3-4倍,。

  應(yīng)用領(lǐng)域各有側(cè)重 SiC/GaN瞄準(zhǔn)高功率密度和高能效市場(chǎng)

  在Si材料的長(zhǎng)久技術(shù)發(fā)展培育下,,Si功率半導(dǎo)體仍為電力電子應(yīng)用的零件主流。盡管在高效率,、高功率密度與高頻化設(shè)計(jì)應(yīng)用方面,,Si材料功率半導(dǎo)體確實(shí)面臨發(fā)展的瓶頸,,而且整個(gè)行業(yè)都在朝寬禁帶的SiC與GaN功率半導(dǎo)體技術(shù)方向發(fā)展,但這并不意味著Si功率器件可以被完全取代,。另外,,由于各自的性能不同,Si,、SiC和GaN功率器件各有不同的應(yīng)用市場(chǎng),。

  朱少榮就表示,在電力電子應(yīng)用中,,功率器件的功耗日益成為一個(gè)深受關(guān)注的焦點(diǎn),而Si功率器件的經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,,性能已經(jīng)接近極限,,已很難再通過(guò)技術(shù)升級(jí)來(lái)降低功耗,提高溫度極限,?!癝iC和GaN等功率器件具有開(kāi)關(guān)速度快,導(dǎo)通阻抗低,,降低了設(shè)備的功耗,,同時(shí)又具有耐高溫特性,因此,,在高頻,、高溫及大功率應(yīng)用領(lǐng)域中,SiC具有傳統(tǒng)Si半導(dǎo)體器件無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì),?!辈贿^(guò),朱少榮同時(shí)也指出,,在電源等應(yīng)用市場(chǎng),,Si,SiC,GaN等功率器件會(huì)有一定的交叉。

  “SiC材料具備高耐壓與耐高溫操作特性,,非常適合用來(lái)設(shè)計(jì)600V以上的高壓器件,;而針對(duì)無(wú)線充電等MHz水平的高頻應(yīng)用需求,600V以下的GaN則將有其市場(chǎng)發(fā)揮擅長(zhǎng),?!?楊雅嵐表示,以市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看,,Si功率器件仍有其不可取代性,,依然主導(dǎo)整個(gè)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)的最大份額,而SiC與GaN則將由較高規(guī)格的電力電子應(yīng)用切入,,逐步替代既有市場(chǎng),?!耙允袌?chǎng)成長(zhǎng)潛力來(lái)說(shuō),Si功率器件市場(chǎng)將持續(xù)走入低價(jià)低利的發(fā)展,,而SiC與GaN則可望在高規(guī)格應(yīng)用的推動(dòng)下,,維持較佳的規(guī)模成長(zhǎng)空間?!?/p>

  方士碩也表示,,在需要高耐壓(>600V)高電流特性時(shí),使用SiC組件會(huì)較為有利,;而在需要高頻切換時(shí),,使用GaN組件會(huì)較有利。方士碩進(jìn)一步稱(chēng),,在應(yīng)用市場(chǎng)端,,不斷電系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)(風(fēng)力發(fā)電/太陽(yáng)能發(fā)電),,工業(yè)及車(chē)用電子模塊等對(duì)于效率要求較高,,使用SiC或GaN可以有較大幅度改善效率。

  Gianfranco CALABRO認(rèn)為,,因?yàn)閾舸╇妷河锌赡苓_(dá)到更高水平,,碳化硅在工業(yè)應(yīng)用中的前景更好,如逆變器,、電動(dòng)/混動(dòng)汽車(chē)轉(zhuǎn)換器,、三相開(kāi)關(guān)電源。而氮化鎵的擊穿電壓相對(duì)較低(低壓MOSFET <200V),,所以目標(biāo)應(yīng)用更傾向于傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源,,以及網(wǎng)絡(luò)或電信設(shè)備的直流-直流轉(zhuǎn)換器。兩種技術(shù)都瞄準(zhǔn)高功率密度和高能效市場(chǎng),。他同時(shí)也表示,,在傳統(tǒng)大功率開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用領(lǐng)域(例如,服務(wù)器)可能會(huì)有些重疊,,因?yàn)閼?yīng)用系統(tǒng)對(duì)參數(shù)的要求相似,。“與氮化鎵相比,,碳化硅已被市場(chǎng)廣泛認(rèn)可,,并在工業(yè)應(yīng)用等市場(chǎng)開(kāi)始啟動(dòng),隨著晶片生產(chǎn)線轉(zhuǎn)向六英寸,,市場(chǎng)滲透率將會(huì)提高,。”

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  意法半導(dǎo)體功率分立器件部技術(shù)市場(chǎng)高級(jí)經(jīng)理 Gianfranco CALABRO

  目前,,全球各大半導(dǎo)體公司對(duì)于SiC的技術(shù)研究已經(jīng)進(jìn)入到成熟期,,大功率SiC器件已經(jīng)開(kāi)始推向市場(chǎng),。“在一些新能源產(chǎn)品,、航空,、電動(dòng)汽車(chē)及工業(yè)設(shè)備中,SiC器件已開(kāi)始被廣泛應(yīng)用,,逐步替代傳統(tǒng)Si半導(dǎo)體器件,。” 朱少榮說(shuō),, Littelfuse 今年三月份推出的碳化硅肖特基二極管已經(jīng)很快被一些工業(yè)和電動(dòng)汽車(chē)客戶(hù)所接受,。

  隨著新能源、工業(yè)設(shè)備等應(yīng)用市場(chǎng)需求的啟動(dòng),,SiC與GaN功率半導(dǎo)體的市場(chǎng)前景一片大好,。全球半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織WSTS發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2016年全球分立式半導(dǎo)體市場(chǎng)約達(dá)190億美元規(guī)模,,較2015年市場(chǎng)規(guī)模成長(zhǎng)約2%。而在寬禁帶的SiC與GaN功率半導(dǎo)體市場(chǎng)方面,,預(yù)估在應(yīng)用系統(tǒng)需求帶動(dòng),、寬禁帶材料半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展愈臻成熟,以及產(chǎn)品價(jià)格逐步降低的推波助瀾下,,市場(chǎng)規(guī)模將由目前的2.5億美元,,快速成長(zhǎng)至2025年的35億美元水平,預(yù)估十年間的年復(fù)合成長(zhǎng)率將達(dá)30%,。

  國(guó)內(nèi)外企業(yè)爭(zhēng)先推SiC器件 GaN產(chǎn)品進(jìn)程不一

  由于看好SiC與GaN功率半導(dǎo)體的未來(lái)發(fā)展前景,,國(guó)內(nèi)外各大廠商早已有所布局。

  瀚薪科技一直以來(lái)致力于SiC與GaN功率半導(dǎo)體技術(shù)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā),,專(zhuān)注投入于SiC與GaN的材料特性,、制程工藝與功率半導(dǎo)體設(shè)計(jì)及電力電子應(yīng)用的相關(guān)研究。楊雅嵐稱(chēng),,目前瀚薪科技已推出650V與1200V SiC肖特基二極管與MOSFET產(chǎn)品,,以符合電源、光伏逆變與新能源車(chē)輛等應(yīng)用的高效率產(chǎn)品需求,。而且,,該系列產(chǎn)品已大量為電源適配器、開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用,、DC-DC變流器及充電樁等客戶(hù)導(dǎo)入采用,。據(jù)介紹,650V 100A與1200V 60A規(guī)格的大電流SiC肖特基二極管芯片產(chǎn)品,,主要是針對(duì)新能源汽車(chē)應(yīng)用中對(duì)功率模塊大電流應(yīng)用的需求,,通過(guò)大電流芯片的采用,,用戶(hù)可減少模塊內(nèi)芯片的用量,進(jìn)一步提高功率模塊的產(chǎn)品可靠度,。此外,,瀚薪科技還開(kāi)發(fā)了耐壓650V與1200V SiC MOSFET標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格產(chǎn)品,并以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)設(shè)計(jì)了新型態(tài)的SiC MOSFET器件,,這有助提高SiC MOSFET產(chǎn)品可靠度,,并簡(jiǎn)化應(yīng)用客戶(hù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題。

  楊雅嵐透露,,瀚薪科技目前已在SiC肖特基二極管與SiC MOSFET市場(chǎng)應(yīng)用導(dǎo)入量產(chǎn),,未來(lái)將持續(xù)擴(kuò)展大電流規(guī)格SiC MOSFET產(chǎn)品開(kāi)發(fā),同時(shí)針對(duì)1700V與3300V SiC功率器件進(jìn)行技術(shù)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)投入,,以期為新能源應(yīng)用,、軌道交通與智能電網(wǎng)等高功率電力電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供更可靠的新型功率半導(dǎo)體方案。GaN功率器件,,則將以600V以下HEMT器件技術(shù)為主,,切入無(wú)線充電等高頻應(yīng)用市場(chǎng)。

  基于SiC材料,,Littelfuse推出了LFUSCD 系列SiC肖特基二極管, 耐壓650V和1200V,,額定正向?qū)娏髟?A到30A,封裝有雙引腳TO-220及三引腳TO-247,?!霸撓盗挟a(chǎn)品使設(shè)計(jì)人員能夠顯著降低開(kāi)關(guān)損耗,能夠適應(yīng)大浪涌電流而不會(huì)產(chǎn)生熱失控,,工作結(jié)溫更高,,并能大幅增加系統(tǒng)效率和耐沖擊力?!?朱少榮稱(chēng),,利用SiC功耗低,開(kāi)關(guān)速度快的特點(diǎn),,LFUSCD 系列 SiC 肖特基二極管可用于各種應(yīng)用,,包括有源功率因數(shù)校正(PFC)、DC-DC 轉(zhuǎn)換器中的降壓或升壓級(jí),、變頻器級(jí)續(xù)流二極管(開(kāi)關(guān)模式電源,、太陽(yáng)能、UPS,、工業(yè)驅(qū)動(dòng)器),、和高頻輸出整流。他透露,,Littelfuse投入了大量的研發(fā)力量開(kāi)發(fā)SiC產(chǎn)品,,除了SiC肖特極二極管,,很快還將推出新的產(chǎn)品以適應(yīng)市場(chǎng)的需求。

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  美國(guó)力特公司(Littelfuse, Inc.)資深銷(xiāo)售經(jīng)理 朱少榮

  強(qiáng)茂推出的產(chǎn)品同樣為SiC肖特基,,耐壓同樣為650V和1200V,,電流則從2A到10A,在高溫環(huán)境下依舊保持低漏電流與高切換速度,,可明顯提升電路效率,。“未來(lái),,將會(huì)持續(xù)往高電壓高電流方向研發(fā)SiC肖特基,,并將開(kāi)發(fā)SiC MOSFET產(chǎn)品,以讓SiC產(chǎn)品線更加完整,?!?方士碩說(shuō)。

  Gianfranco CALABRO直言,,在碳化硅MOSFET廠商中,,只有意法半導(dǎo)體的塑料封裝器件保證結(jié)溫達(dá)到200°C,在高結(jié)溫時(shí)工作性能更加出色,。值得一提的是,,意法半導(dǎo)體的碳化硅MOSFET的導(dǎo)通電阻的溫度比變化極小,特別適合逆變器和電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)載充電器,。至于氮化鎵產(chǎn)品,目前則還處于研發(fā)階段,。Gianfranco CALABRO透露稱(chēng),,意法半導(dǎo)體計(jì)劃在2017年一季度到三季度之間推出第二代1200V系列產(chǎn)品,以及多款650V新產(chǎn)品,,并擴(kuò)大封裝選擇范圍,,2017年底將推出汽車(chē)級(jí)產(chǎn)品。

  封裝,、成本等依然是制約因素

  目前,,碳化硅已導(dǎo)入應(yīng)用量產(chǎn),性能得到很多用戶(hù)認(rèn)可,,但氮化鎵技術(shù)的發(fā)展目前仍處于初期階段,,尚未完全成熟。

  “SiC肖特基二極管的產(chǎn)品導(dǎo)入應(yīng)用量產(chǎn),,至今已有超過(guò)10年的時(shí)間,,器件在應(yīng)用的可靠度與經(jīng)驗(yàn)已相對(duì)成熟,隨著近年的價(jià)格大幅下降,,應(yīng)用客戶(hù)已逐漸擴(kuò)大應(yīng)用設(shè)計(jì),?!睏钛艒狗Q(chēng),SiC MOSFET產(chǎn)品推出量產(chǎn)至今大約5年的時(shí)間,,在器件氧化層質(zhì)量部分,,仍有改善與提升空間。此外,,用以取代IGBT的高良率,、高電流SiC MOSFET設(shè)計(jì),亦為技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)方向,,高質(zhì)量,、低成本的大尺寸SiC襯底與外延技術(shù)發(fā)展,終將扮演向前躍進(jìn)的關(guān)鍵,。

  Gianfranco CALABRO認(rèn)為,,在不久的將來(lái),碳化硅MOSFET還會(huì)受益于新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,,例如溝道,,這將進(jìn)一步提高單位裸片面積的導(dǎo)通電阻。

  至于GaN技術(shù),,雖然近年來(lái)持續(xù)受到關(guān)注,,但還面臨著一些技術(shù)障礙。Gianfranco CALABRO指出,,一方面,,其工作頻率高于現(xiàn)有器件;另一方面,,氮化鎵技術(shù)還未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化的最低要求,,因?yàn)槟壳按嬖诓煌陌姹荆床捎肅ascode的常開(kāi)(耗盡溝道模式)結(jié)構(gòu)和常關(guān)型(增強(qiáng)模式),。在封裝方面,,氮化鎵采用傳統(tǒng)塑料封裝(高寄生電感),讓本身良好的開(kāi)關(guān)性能大打折扣,。Gianfranco CALABRO稱(chēng),,意法半導(dǎo)體目前在研發(fā)塑料封裝的單片常關(guān)型氮化鎵,以保證此項(xiàng)技術(shù)本身良好的開(kāi)關(guān)性能,。

  楊雅嵐認(rèn)為,,GaN在目前的技術(shù)開(kāi)發(fā)上,主要面臨產(chǎn)品穩(wěn)定度與可靠度的問(wèn)題,,器件封裝的發(fā)展仍為技術(shù)開(kāi)發(fā)之關(guān)鍵,。此外,由于GaN器件的應(yīng)用仍將著重在其高頻開(kāi)關(guān)特性?xún)?yōu)勢(shì),驅(qū)動(dòng)控制的選用及調(diào)校,,以及高頻操作下衍生的電磁干擾/兼容問(wèn)題,,對(duì)器件與系統(tǒng)研發(fā)人員的設(shè)計(jì)水平是一大考驗(yàn)。

  相較于傳統(tǒng)的Si功率半導(dǎo)體,,寬禁帶的SiC與GaN技術(shù)產(chǎn)品帶來(lái)材料上的優(yōu)勢(shì)特性,。不過(guò),楊雅嵐指出,,由于材料造成的器件特性與傳統(tǒng)Si器件有所差異,,在使用上仍須針對(duì)器件特性進(jìn)行優(yōu)化參數(shù)設(shè)計(jì),系統(tǒng)設(shè)計(jì)與器件設(shè)計(jì)的深入探討,、相輔相成,,才能有效發(fā)揮寬禁帶功率器件所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。

  作為一種新型的功率器件,,SiC 和GaN器件的成本比Si器件高出不少,。提高良率、增加晶圓尺寸是各大企業(yè)在降低成本方面普遍采用的舉措,。

  “SiC與GaN功率器件,,不管是晶圓設(shè)計(jì)還是設(shè)備都與傳統(tǒng)Si組件不同,產(chǎn)業(yè)進(jìn)入門(mén)坎高,,且因材料特性,,制程難度高,導(dǎo)致成本也增加,?!狈绞看T舉例稱(chēng),如SiC 肖特基,,在相同電壓電流規(guī)格下,,SiC 肖特基的成本高出Si數(shù)倍,但強(qiáng)茂可利用不同的制程和增加晶圓尺寸來(lái)降低成本,,以提供最適合客戶(hù)需求的SiC產(chǎn)品?!?020年前,,SiC器件或可慢慢取代現(xiàn)有的Si組件,提升到現(xiàn)有市場(chǎng)占額的3~4倍,?!?/p>

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  強(qiáng)茂股份有限公司 SiC產(chǎn)品經(jīng)理 方士碩

  楊雅嵐稱(chēng),由于SiC與GaN的材料與Si不同,,在襯底/外延的生產(chǎn)技術(shù)上也與Si有極大的差異,,導(dǎo)致SiC與GaN功率器件的成本大幅高于Si功率器件,這也是SiC/GaN器件無(wú)法全面取代Si器件市場(chǎng)之主因,。不過(guò),,楊雅嵐同時(shí)也表示,,近年來(lái)隨著襯底/外延材料技術(shù)與供應(yīng)的提升,材料成本已逐年下降,;伴隨著器件供應(yīng)量與應(yīng)用的增長(zhǎng),,SiC功率器件的價(jià)格已逐漸為應(yīng)用客戶(hù)所接受。楊雅嵐認(rèn)為,,持續(xù)降低成本,,為應(yīng)用客戶(hù)創(chuàng)造更多的導(dǎo)入機(jī)會(huì),仍是市場(chǎng)滲透的重要策略,?!板娇萍汲掷m(xù)投入SiC與GaN器件上創(chuàng)新技術(shù)的開(kāi)發(fā),以簡(jiǎn)化應(yīng)用設(shè)計(jì),,協(xié)助客戶(hù)從系統(tǒng)面取得優(yōu)勢(shì),。另一方面,瀚薪科技也在持續(xù)提升生產(chǎn)良率,、導(dǎo)入大尺寸等襯底相關(guān)關(guān)鍵技術(shù),。”

  Gianfranco CALABRO認(rèn)為,,如果考慮到普通硅器件的性能限制,,碳化硅和氮化鎵器件較高的成本還是合理的?!懊髂?,隨著用量提高以及生產(chǎn)線向大尺寸晶片升級(jí),成本結(jié)構(gòu)將會(huì)得到優(yōu)化,?!?/p>

  朱少榮也表示,隨著SiC技術(shù)的發(fā)展,,更多的商用化產(chǎn)品推向市場(chǎng),, SiC功率器件會(huì)越來(lái)越被市場(chǎng)接受,表現(xiàn)出高性?xún)r(jià)比,。

  成本下降是必然 SiC MOSFET將搶占IGBT市場(chǎng)

  由于SiC MOSFET具備高頻開(kāi)關(guān)與無(wú)拖尾電流的特性,,可有效縮減應(yīng)用系統(tǒng)體積,同時(shí)提高系統(tǒng)效率,、增加功率密度,;又因?yàn)閷捊麕Р牧系奶匦裕琒iC非常適合做為高耐壓的器件,。那么隨著SiC功率器件成本的下降,,在高壓功率市場(chǎng),其會(huì)逐漸擠壓IGBT的市場(chǎng)嗎?

  楊雅嵐直言,,在取代IGBT的市場(chǎng),,SiC MOSFET確有其發(fā)展?jié)摿Α,!耙阅壳叭虻膽?yīng)用導(dǎo)入趨勢(shì)來(lái)看,,光伏逆變器與新能源車(chē)輛的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制應(yīng)用,將為SiC MOSFET滲透IGBT市場(chǎng)的重要切入點(diǎn),?!彼M(jìn)一步稱(chēng),相較于傳統(tǒng)Si的MOSFET與IGBT產(chǎn)品,,SiC MOSFET產(chǎn)品能夠通過(guò)外延厚度的調(diào)整,,達(dá)到耐壓650V、1200V與1700V以上的規(guī)格要求,。在器件特性上,,SiC MOSFET較Si器件擁有優(yōu)異的低切換損失優(yōu)勢(shì),單位芯片面積下的導(dǎo)通電阻(RDS(on))遠(yuǎn)低于Si MOSFET,;在光伏與新能源車(chē)輛所需的高功率逆變器應(yīng)用上,,過(guò)去使用了大量的Si IGBT器件與功率模塊,但由于IGBT切換頻率較低且?guī)в型衔搽娏?,?yīng)用客戶(hù)已逐漸展開(kāi)新的系統(tǒng)設(shè)計(jì),,透過(guò)SiC MOSFET的采用,提高開(kāi)關(guān)頻率并消除拖尾電流,,進(jìn)一步獲得系統(tǒng)體積縮減與效率提升的好處,。

  Gianfranco CALABRO也表示,在工業(yè)和家電市場(chǎng)上,,IGBT是一個(gè)高成本效益的解決方案,,但是,在逆變器市場(chǎng)上,,碳化硅MOSFET將接替IGBT成為新的霸主,,因?yàn)槟孀兤魇袌?chǎng)對(duì)能效要求很高。在電機(jī)控制市場(chǎng)上,,IGBT將要面臨一場(chǎng)衛(wèi)冕戰(zhàn),。

  朱少榮和方士碩也皆表示,隨著更多商業(yè)化SiC 產(chǎn)品的推出,,SiC MOSFET等會(huì)逐步替換掉IGBT的市場(chǎng)。朱少榮稱(chēng),,“特別是在一些轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路方面,,終端客戶(hù)往往會(huì)關(guān)注到功耗與效率,而這正是SiC功率器件的優(yōu)點(diǎn)?!狈绞看T表示,,因電源供應(yīng)器的效率及標(biāo)準(zhǔn)要求越來(lái)越高,PFC設(shè)計(jì)有使用SiC取代Si的趨勢(shì),,以符合各國(guó)標(biāo)準(zhǔn),。另外,在光伏逆變器,、油電混合車(chē)及電動(dòng)車(chē)等產(chǎn)品,,使用SiC所能提升的表現(xiàn)更加明顯。


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