碳化硅 (SiC) 半導(dǎo)體在處理高功率和導(dǎo)熱方面比電動(dòng)汽車(chē) (EV) 系統(tǒng)和能源基礎(chǔ)設(shè)施中的傳統(tǒng)硅更有效的能力現(xiàn)已得到廣泛認(rèn)可。SiC 器件有助于更有效地將電力從電池傳輸?shù)?EV 系統(tǒng)組件中的電機(jī),從而將 EV 的行駛里程增加 5% 至 10%。
在過(guò)去的幾十年里,碳化硅和氮化鎵技術(shù)的進(jìn)步以發(fā)展、行業(yè)接受度的提高和有望帶來(lái)數(shù)十億美元的收入為特征。第一個(gè)商用 SiC 器件于 2001 年以德國(guó)英飛凌的肖特基二極管形式問(wèn)世。隨之而來(lái)的是快速發(fā)展,到 2026 年,該行業(yè)有望超過(guò) 40 億美元。
碳化硅 (SiC) 用于各種應(yīng)用已有 100 多年的歷史。然而,如今半導(dǎo)體材料比以往任何時(shí)候都更受歡迎,這在很大程度上是由于其在工業(yè)應(yīng)用中的使用。
電力電子新技術(shù)的發(fā)展已將工業(yè)市場(chǎng)引向其他資源以優(yōu)化能源效率。硅和鍺是當(dāng)今用于生產(chǎn)半導(dǎo)體的兩種主要材料。損耗和開(kāi)關(guān)速度方面的有限發(fā)展已將技術(shù)引向新的寬帶隙資源,例如碳化硅 (SiC)。
瑞森半導(dǎo)體高壓MOS系列,專有的功率MOS結(jié)構(gòu),高溫特性優(yōu)良,滿足不同功率段PC電源需求
泰克科技推出的功率器件動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)DPT1000A采用轉(zhuǎn)接板的方式,滿足了絕大多數(shù)封裝形式分立器件的測(cè)試需求。
從 EPC 的角度來(lái)看,我們將通過(guò)我們的 GaN 器件推出全新一代技術(shù)。所以那將是一個(gè)令人興奮的發(fā)布。我們顯然也期待與我們?cè)谄?chē)行業(yè)以及最近真正起飛的太陽(yáng)能行業(yè)的合作伙伴公司討論我們?cè)?GaN 方面的所有新技術(shù)。因此,電源解決方案的設(shè)計(jì)人員面臨挑戰(zhàn),并且越來(lái)越多地轉(zhuǎn)向所謂的寬帶隙技術(shù)來(lái)克服硅的局限性。其中之一是 GaN,您非常了解它。所以正如你在一篇文章中所說(shuō),GaN技術(shù)有一個(gè)硅無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。這就是將功率器件與信號(hào)和數(shù)字器件集成的能力。那么你在哪里押注 GaN,為什么?
垂直結(jié)構(gòu)通常被認(rèn)為有利于高電壓、高功率器件,因?yàn)樗阌陔娏鲾U(kuò)散和熱管理,并允許在不增大芯片尺寸的情況下實(shí)現(xiàn)高電壓幾乎所有商用的MV/HV Si和SiC功率器件都是基于垂直結(jié)構(gòu)此外,與GaN-on-Si外延相比,GaN-on-GaN同質(zhì)外延層具有更低的位錯(cuò)密度,(VON)是由GaN的大能帶隙引起的。先進(jìn)的sbd是非常可取的,因?yàn)樗鼈兘Y(jié)合了肖特基樣正向特性(具有低VON)和pn樣反向特性(峰值電場(chǎng)從表面移到半導(dǎo)體中)。
垂直氮化鎵設(shè)備能夠達(dá)到更高的頻率和操作在更高的電壓,這應(yīng)該導(dǎo)致新一代更有效的電力設(shè)備,現(xiàn)在的一些挑戰(zhàn),具體來(lái)說(shuō),你正在工作與橫向氮化鎵相比,有什么制造問(wèn)題,問(wèn)題降低成本?我想這很重要。所以,我們談?wù)摰氖菍W(xué)術(shù)上的垂直氮化鎵,還是我們可以在市場(chǎng)上找到解決方案?
為可再生能源提供動(dòng)力以創(chuàng)造更美好的明天,因此,不僅是 GaN 和 SiC 等寬帶隙半導(dǎo)體,還有圍繞電力電子、智能電網(wǎng)、微電網(wǎng)、宏觀電網(wǎng)、人工智能的多種技術(shù),都將支持這種擴(kuò)展。我們作為技術(shù)社區(qū)和工程師的責(zé)任是采取行動(dòng)做某事,所以我們每個(gè)人都應(yīng)該邁出第一步。因此,我們不僅對(duì)個(gè)人負(fù)責(zé),而且對(duì)組織負(fù)責(zé)。那么阻礙零碳和低碳能源更廣泛部署的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸是什么?你認(rèn)為生產(chǎn)太陽(yáng)能電池板等的所謂稀有材料的競(jìng)爭(zhēng)?
到目前為止,我們已經(jīng)涉足能源和電力市場(chǎng)數(shù)十年,我們的目標(biāo)確實(shí)是為專注于電力轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)能應(yīng)用的客戶提供支持,例如交通運(yùn)輸、可再生能源、重型工業(yè)機(jī)械。我們一直在全球范圍內(nèi)這樣做。所以我想說(shuō)大約十年前,我們看到對(duì)更高效的電源解決方案和高功率密度以及小尺寸的需求在增加。所以這就是為什么我們一直專注于寬帶半導(dǎo)體的早期階段。我指的是氮化鎵或 GaN 和碳化硅。這幫助我們走在了今天采用這些技術(shù)的前沿。
今天,我們就來(lái)聊一聊碳化硅,下一波SiC制造,供應(yīng)鏈和成本。SiC 行業(yè)在許多市場(chǎng)都在增長(zhǎng)。電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)正準(zhǔn)備轉(zhuǎn)向 SiC 逆變器,正如特斯拉已經(jīng)做的那樣。作為戰(zhàn)略合作的一部分,梅賽德斯-奔馳已將 onsemi SiC 技術(shù)用于牽引逆變器。因此,SiC 器件的范圍得到了廣泛認(rèn)可,并提供了傳統(tǒng) IGBT 的寬帶隙替代品。
2023 年 1 月 16日,中國(guó)——意法半導(dǎo)體推出了各種常用橋式拓?fù)涞腁CEPACK? SMIT 封裝功率半導(dǎo)體器件。與傳統(tǒng) TO 型封裝相比,意法半導(dǎo)體先進(jìn)的ACEPACK? SMIT 封裝能夠簡(jiǎn)化組裝工序,提高模塊的功率密度。
碳化硅功率器件作為新一代功率半導(dǎo)體器件,以其優(yōu)異的特性獲得了廣泛的應(yīng)用,同時(shí)也對(duì)其動(dòng)態(tài)特性測(cè)試帶來(lái)了挑戰(zhàn)。
在工業(yè)級(jí)市場(chǎng),實(shí)際上客戶對(duì)國(guó)內(nèi)廠商的品質(zhì)要求往往比國(guó)外競(jìng)品更高。無(wú)論是采購(gòu),還是負(fù)責(zé)選型的工程師,選擇主流進(jìn)口品牌的產(chǎn)品都是風(fēng)險(xiǎn)最低的抉擇。因?yàn)檫x擇國(guó)產(chǎn)品牌,萬(wàn)一出問(wèn)題,相關(guān)負(fù)責(zé)人要承擔(dān)極大的問(wèn)責(zé)。
瑞森半導(dǎo)體照明方案利用LLC諧振電路工作原理構(gòu)成PFC電路,實(shí)現(xiàn)高PF(可高達(dá)0.99)和低THD(小于10%)兩個(gè)性能,節(jié)省APFC電路中所需要的芯片和PFC電感與MOS,極大減少了元件數(shù)量
瑞森半導(dǎo)體提供不同功率的碳化硅二極管助力太陽(yáng)能逆變器市場(chǎng)的發(fā)展
瑞森半導(dǎo)體低壓MOS-SGT產(chǎn)品,具有參數(shù)一致性高、抗沖擊能力強(qiáng)等特點(diǎn),為電動(dòng)車(chē)駕乘提供有力保障
本文介紹了提高功率器件動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試效率的7個(gè)方法,希望能夠幫助工程師快速完成測(cè)試、獲得測(cè)試結(jié)果、提升工作效率、節(jié)約時(shí)間和精力。
最流行的 e-mode HEMT 結(jié)構(gòu)是在柵極上使用 p-GaN 層。實(shí)現(xiàn)的典型 Vt 在 1-2 V 范圍內(nèi)。HEMT 在開(kāi)關(guān)應(yīng)用中的固有優(yōu)勢(shì)得以保留,并且開(kāi)關(guān)損耗可以更低。e-mode 器件的主要缺點(diǎn)之一是其低 Vt,這可能導(dǎo)致柵極對(duì)噪聲和 dV/dt 瞬態(tài)的抗擾度較差。出于可靠性原因,最大柵極電壓通常限制為 6-7 V,并且可能需要負(fù)電壓來(lái)關(guān)閉器件。