碳化硅(SiC)功率器件從1970年代開(kāi)始研發(fā)，到1980年代，SiC晶體質(zhì)量和制造工藝得到大幅改進(jìn)，再到2001年，英飛凌推出第一款碳化硅二極管之后，SiC功率器件開(kāi)始了商用化之路。此后，雖然SiC的關(guān)注度一直不低，但由于成本一直居高不下，商用化之路并不順利。不過(guò)隨著，越來(lái)越多的廠商投入更多資源進(jìn)行SiC器件研發(fā)，行業(yè)發(fā)展開(kāi)始加速，特別是最近幾年。

圖1：SiC功率器件發(fā)展歷程。（資料來(lái)源：Yole）

根據(jù)2019年Yole發(fā)布的SiC市場(chǎng)報(bào)告，2018年SiC的市場(chǎng)規(guī)模約為4.2億美元，該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)SiC市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率為29%，也就是說(shuō)到2024年，SiC的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)19.3億美元。

圖2：英飛凌電源管理及多元化市場(chǎng)事業(yè)部大中華區(qū)開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理陳清源。

英飛凌拓展其產(chǎn)品線

不久前，英飛凌科技公司更新了其SiC MOSFET產(chǎn)品線，推出了650V 的 CoolSiC? MOSFET器件。英飛凌電源管理及多元化市場(chǎng)事業(yè)部大中華區(qū)開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理陳清源先生表示，該全新的CoolSiC MOSFET可以滿足服務(wù)器、電信和工業(yè)SMPS、太陽(yáng)能系統(tǒng)、能源存儲(chǔ)和電池化成、不間斷電源、電機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)，以及電動(dòng)汽車(chē)充電樁在內(nèi)的大量應(yīng)用與日俱增的能效、功率密度和可靠性的需求。

圖3：英飛凌推出的650V CoolSiC MOSFET器件。

據(jù)介紹，該650 V CoolSiC MOSFET器件的額定值在27 mΩ-107 mΩ之間，既可采用典型的TO-247 3引腳封裝，也支持開(kāi)關(guān)損耗更低的TO-247 4引腳封裝。與過(guò)去發(fā)布的所有CoolSiC MOSFET產(chǎn)品相比，全新650V系列基于英飛凌的溝槽半導(dǎo)體技術(shù)。通過(guò)最大限度地發(fā)揮碳化硅強(qiáng)大的物理特性，確保了器件具有出色的可靠性、出類(lèi)拔萃的開(kāi)關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗。該系列器件還具備最高的跨導(dǎo)水平（增益）、4V的閾值電壓（Vth）和短路穩(wěn)健性。

此外，得益于得益于與溫度相關(guān)的超低導(dǎo)通電阻（RDS(on)），這些器件具備出色的熱性能。

與超結(jié)CoolMOS MOSFET相比，由于CoolSiC采用了堅(jiān)固耐用的體二極管，其反向恢復(fù)電荷非常低，比超結(jié)CoolMOS MOSFET低80%左右。而如果使用連續(xù)導(dǎo)通模式圖騰柱功率因素校正（PFC）的話，可以讓整體系統(tǒng)的效率達(dá)到98%。

陳清源還特意指出，除了與產(chǎn)品發(fā)布所配套的設(shè)計(jì)應(yīng)用文檔、評(píng)估版等等支持之外，英飛凌有著經(jīng)驗(yàn)豐富的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師團(tuán)隊(duì)，可以在客戶的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程當(dāng)中提供技術(shù)支持，以幫助客戶盡快熟悉其產(chǎn)品，提高系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的效率。


最后，他總結(jié)說(shuō)，現(xiàn)在英飛凌同時(shí)擁有硅材料、碳化硅(SiC)，以及氮化鎵(GaN)兩種寬帶隙(WBG)材料的開(kāi)發(fā)、制造技術(shù)，可以滿足大部分客戶的需求。

比如說(shuō)，硅材料由于技術(shù)成熟度最高，以及性價(jià)比方面的優(yōu)勢(shì)，未來(lái)依然會(huì)是各個(gè)功率轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的主要器件。而氮化鎵(GaN)器件由于其在快速開(kāi)關(guān)性能方面的優(yōu)勢(shì)，會(huì)在追求高效和高功率密度的場(chǎng)合，例如數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器等，有較快的增長(zhǎng)。而碳化硅(SiC)器件在三種材料中溫度穩(wěn)定性和可靠性都被市場(chǎng)驗(yàn)證，所以在對(duì)可靠性要求更高的領(lǐng)域，例如汽車(chē)和太陽(yáng)能逆變器等，看到較快的增長(zhǎng)。

產(chǎn)能情況

陳清源表示，“英飛凌擁有強(qiáng)大而穩(wěn)定的制造與物流系統(tǒng)，在客戶積極配合與充分溝通量產(chǎn)計(jì)劃的前提下，我們可以確?？蛻襞可a(chǎn)的需求。目前我們的交期都會(huì)通過(guò)系統(tǒng)與客戶和渠道商進(jìn)行定期地更新。”

而650 V CoolSiC MOSFET系列功率器件共有8個(gè)版本，采用兩種插件TO-247封裝，現(xiàn)已支持訂購(gòu)。