*文末有禮

碳化硅（SiC) 正在改變?nèi)祟惸茉纯刂坪娃D(zhuǎn)換的方式，帶來(lái)一場(chǎng)顛覆性變革。電動(dòng)汽車、可再生能源、儲(chǔ)能和不間斷電源等許多應(yīng)用都能通過(guò)SiC實(shí)現(xiàn)性能的飛躍，使用SiC帶來(lái)的長(zhǎng)期成本效益極為可觀。

SiC緣何成為時(shí)代的寵兒？

因?yàn)镾iC提供了比硅基晶體管更高的效率。 安森美工業(yè)SiC功率模塊和分立器件高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理John Harper為我們?cè)敿?xì)詮釋了SiC的硬實(shí)力。 能源的轉(zhuǎn)化和控制包括交直電轉(zhuǎn)換或直流電的高低壓轉(zhuǎn)換。每次能量轉(zhuǎn)換都會(huì)產(chǎn)生損耗，以往使用的主要半導(dǎo)體元件是硅基二極管和MOSFET。而使用SiC器件可以提高效率，減少損耗。

這是因?yàn)镾iC的導(dǎo)通電阻比硅低數(shù)百倍，電阻越小，壓降越低，意味著更低的功率損失和更少的熱耗散。由于導(dǎo)通損失和開關(guān)損耗較低，SiC器件可以在更高的頻率下工作。這些優(yōu)點(diǎn)疊加讓SiC器件尺寸更小，同時(shí)不犧牲功率性能。 最渴望降低損耗的三個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用是：電動(dòng)汽車、可再生能源和轉(zhuǎn)換儲(chǔ)存的能量。 電動(dòng)汽車使用儲(chǔ)存的能量來(lái)產(chǎn)生動(dòng)能，交流信號(hào)的幅度和頻率控制著電動(dòng)機(jī)輸送的能量，在這些轉(zhuǎn)換階段使用SiC，能提高開關(guān)效率，并最大限度地提高車輛電池中儲(chǔ)存的能量。電動(dòng)汽車是SiC的最大受益者，SiC能提高續(xù)航能力，同時(shí)讓電池更小。原因很簡(jiǎn)單：SiC在兩個(gè)方向上都有很好的導(dǎo)電性，IGBT則不能。駕駛電動(dòng)汽車不是在 100% 的負(fù)載下行駛，而是在 10%左右運(yùn)行，在這種輕負(fù)載情況下，SiC的反向傳導(dǎo)可真正發(fā)揮作用。而超級(jí)結(jié)MOSFET的體二極管開關(guān)性能非常差，所以它們很少被用于電機(jī)應(yīng)用。電動(dòng)車充電樁為電池充電時(shí)，一直以100%的負(fù)荷運(yùn)行，這正是1200V SiC MOSFET的低開關(guān)損耗發(fā)揮作用的地方，減少損耗，提高效率，讓電動(dòng)車充電器更容易冷卻。

可再生能源采用直流電壓，將其轉(zhuǎn)換為交流電并供給電網(wǎng)，直流到交流的轉(zhuǎn)換需要高效的開關(guān)功率，才能最大限度地捕獲能量。太陽(yáng)能逆變器由多個(gè)模塊化機(jī)柜組成，希望在相同機(jī)柜尺寸下得到更高的功率。假設(shè)系統(tǒng)總功率需要達(dá)到2.5兆瓦，而一個(gè)機(jī)柜為250KVA，需要10個(gè)機(jī)柜。使用SiC，就可以提高開關(guān)頻率，將單機(jī)柜功率提升至350 KVA，只需8個(gè)機(jī)柜，SiC可大大減少太陽(yáng)能逆變器中電感器的尺寸、重量和安裝成本。 停電時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以保持世界的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，電力轉(zhuǎn)換設(shè)備盡可能用最高效率將儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)化為交流電。儲(chǔ)能系統(tǒng)、UPS、電解器、燃料電池逆變器系統(tǒng)都受益于SiC。比如幾乎所有新UPS設(shè)計(jì)都使用SiC，以減少逆變器的損耗，從而大大降低散熱成本。

“中壓電網(wǎng)”系統(tǒng)多為10千伏、20千伏左右的交流電，需要采用固態(tài)變壓器將其轉(zhuǎn)換為直流電，用于電動(dòng)車充電站或使用直流電的數(shù)據(jù)中心，這些系統(tǒng)也都受益于1700V、2000V級(jí)別的SiC器件。

安森美能做什么

安森美的SiC二極管、MOSFET和模塊系列經(jīng)過(guò)優(yōu)化，極為適合維也納整流拓?fù)洹?a target="_blank">DC-DC固態(tài)繼電器、牽引和電機(jī)驅(qū)動(dòng)、PFC、硬開關(guān)和輸出整流。對(duì)于需要最高功率密度的應(yīng)用，安森美提供了全系列的SiC產(chǎn)品。端到端的供應(yīng)鏈意味著安森美可以在設(shè)計(jì)和制造的每個(gè)關(guān)鍵階段，實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化。 全系列產(chǎn)品 安森美提供額定電壓為600V、1200V和1700V的SiC MOSFET，額定電壓為650V、1700V和1200V的SiC二極管，額定電壓為1200伏的SiC模塊，為太陽(yáng)能市場(chǎng)提供豐富的SiC混合模塊組合。最近發(fā)布的28毫歐1700伏 SiC MOSFET有D2PAK和TO-247兩種封裝。M3系列1200V SiC MOSFET 也在擴(kuò)展，30毫歐、40毫歐和70毫歐等型號(hào)很快就會(huì)有樣品。安森美全系列的新SiC MOSFET驅(qū)動(dòng)，可以和SiC MOSFET配套，讓客戶加快設(shè)計(jì)進(jìn)程。 安森美還通過(guò)豐富的應(yīng)用和建模經(jīng)驗(yàn)，為用戶挑選合適的SiC產(chǎn)品，確保在終端應(yīng)用中運(yùn)行可靠，并適合制造和量產(chǎn)。 端到端的供應(yīng)鏈 安森美是唯一一家擁有完整端到端SiC供應(yīng)鏈的半導(dǎo)體制造商，從原材料到最終成品，從襯底到模塊全覆蓋，質(zhì)量控制貫穿所有環(huán)節(jié)，確保對(duì)SiC產(chǎn)品的質(zhì)量和供應(yīng)都有控制。安森美所有器件都通過(guò)可靠性測(cè)試（高達(dá)175攝氏度）、全范圍電壓測(cè)試、百分百雪崩測(cè)試和嚴(yán)格的老化過(guò)程，以確保排除早期故障，提高SiC制程工藝的整體質(zhì)量。

第一步，用原材料生長(zhǎng)出SiC晶錠，然后通過(guò)一系列制造步驟將其轉(zhuǎn)化為晶圓，在每個(gè)晶圓頂部添加一個(gè)外延層，或稱EPI。在SiC成品器件中，這個(gè)外延層給予產(chǎn)品所需的額定電壓。例如，750V或1200V用于電動(dòng)汽車，1200V或1700V用于太陽(yáng)能逆變器應(yīng)用。 晶圓準(zhǔn)備好后，可以制成SiC MOSFET或二極管晶圓，制造過(guò)程中需要測(cè)試完成的晶圓，以檢測(cè)所有可能改變其性能的潛在缺陷，它們被切成小塊后組裝成模塊或分立器件，再進(jìn)行測(cè)試和包裝后才發(fā)貨。安森美通過(guò)智能工廠自動(dòng)化跟蹤原始SiC晶圓制造過(guò)程中的輕微異常。甚至在產(chǎn)品通過(guò)初步質(zhì)量檢控之后，也能跟蹤，確保不會(huì)交付任何有質(zhì)量缺陷的器件。 安森美不但致力于SiC產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新，還積極投資，不斷擴(kuò)大產(chǎn)能，最近收購(gòu)了GT advanced technologies，以滿足SiC產(chǎn)品不斷增長(zhǎng)的需求。

登陸電堂安富利子站，了解SiC帶來(lái)的超能力以及安森美和安富利如何共同加速推進(jìn)SiC技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用落地。

登陸有獎(jiǎng)

活動(dòng)時(shí)間：即日起-3月31日

活動(dòng)規(guī)則：

1、認(rèn)真填寫訂閱信息并登陸安富利子站瀏覽任意技術(shù)文檔或者觀看視頻的前500名行業(yè)電子工程師將獲得10元京東E卡。

2、獲獎(jiǎng)名單活動(dòng)結(jié)束后通過(guò)電堂微信公眾號(hào)發(fā)文公布獲獎(jiǎng)名單。

溫馨提示：

1、本活動(dòng)僅限電子行業(yè)電子工程師參與（非行業(yè)從業(yè)人員及學(xué)生不予發(fā)獎(jiǎng)）

2、本活動(dòng)最終解釋權(quán)歸電堂所有。

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審核編輯 黃宇