新能源為寬禁帶半導(dǎo)體帶來(lái)機(jī)遇
浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院院長(zhǎng)盛況:
功率半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展與全球能源的消耗緊密相關(guān)。在過(guò)去的幾十年以及未來(lái)30年,我們面臨的趨勢(shì)是化石能源使用的逐漸減少,可再生能源應(yīng)用的進(jìn)一步增加。
可再生能源開(kāi)發(fā)及節(jié)能減排都需要用到電力電子技術(shù)。不管是光伏、風(fēng)電、新能源汽車(chē),都需要對(duì)電能進(jìn)行控制,而電能控制最核心的元件就是芯片,即供能芯片。供能芯片不需要精細(xì)線寬,它需要和應(yīng)用緊密結(jié)合,在這方面,中國(guó)企業(yè)有優(yōu)勢(shì),因?yàn)槭袌?chǎng)需求在我們自己手里,而且離我們最近。
功率半導(dǎo)體芯片目前發(fā)展到第3代,即以碳化硅和氮化鎵為代表的寬禁帶半導(dǎo)體,它們具有導(dǎo)熱率高、擊穿電場(chǎng)高、介電常數(shù)低、禁帶寬度高、飽和漂移速度高等一系列優(yōu)勢(shì)。以新能源汽車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器為例,采用寬禁帶半導(dǎo)體芯片可以提高效率、節(jié)省冷卻系統(tǒng)體積、提高功率密度,使電池效率提高10%,這是一個(gè)很大的比例。
碳化硅電力電子器件主要包括二極管及MOSFET。在碳化硅二極管器件產(chǎn)品方面,國(guó)內(nèi)外20余家公司批量銷(xiāo)售SiC肖特基二極管系列產(chǎn)品,產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展到第五代,采用薄片、溝槽等先進(jìn)技術(shù),在不斷提升性價(jià)比的同時(shí),應(yīng)用可靠性顯著提升;在碳化硅MOSFET器件產(chǎn)品方面,1700V以下中低壓產(chǎn)品性能可靠性滿足應(yīng)用要求,產(chǎn)品發(fā)展到第三代,采用新型柵氧、溝槽結(jié)構(gòu)等技術(shù),比導(dǎo)通電阻降低到第一代產(chǎn)品的1/3,閾值電壓高溫穩(wěn)定性顯著提升。
當(dāng)前,國(guó)際上碳化硅器件排名前十位的公司占了市場(chǎng)98%的份額,這里面沒(méi)有中國(guó)公司,這正是我們要努力的方向。





