在全球儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)加速擴(kuò)張與技術(shù)迭代的浪潮中，安森美（onsemi）聚焦功率半導(dǎo)體的創(chuàng)新，圍繞儲(chǔ)能核心需求持續(xù)發(fā)力，在效率提升、成本控制、場景適配等關(guān)鍵維度形成核心競爭力，為儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)技術(shù)支撐。

儲(chǔ)能逆變器在效率、成本與適應(yīng)性之間的平衡

隨著全球儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)張，儲(chǔ)能逆變器正面臨效率提升、成本控制及復(fù)雜場景適配的多重挑戰(zhàn)。據(jù)安森美電源方案事業(yè)部戰(zhàn)略業(yè)務(wù)拓展 Hank Zhao介紹，安森美聚焦功率半導(dǎo)體的底層創(chuàng)新，通過碳化硅（SiC）器件的性能突破與拓?fù)鋬?yōu)化，實(shí)現(xiàn)效率、成本與適應(yīng)性的硬支撐。

圖|安森美主要儲(chǔ)能產(chǎn)品和技術(shù)

通過上述技術(shù)，安森美實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能逆變器在效率、成本、可靠性三個(gè)維度的突破，為不同功率等級(jí)的儲(chǔ)能場景提供了適配方案。

AI 數(shù)據(jù)中心對儲(chǔ)能技術(shù)/儲(chǔ)能芯片的新要求

AI 數(shù)據(jù)中心因其高能耗、電力需求波動(dòng)大等特點(diǎn)，對儲(chǔ)能技術(shù)和芯片提出了新的要求。AI 訓(xùn)練和推理任務(wù)會(huì)使電力負(fù)載瞬間飆升，要求儲(chǔ)能技術(shù)具備高功率密度，能快速輸出大功率。

安森美通過垂直整合 SiC 產(chǎn)業(yè)鏈，提供從襯底到模塊的端到端解決方案，以應(yīng)對AI數(shù)據(jù)中心的儲(chǔ)能技術(shù)挑戰(zhàn)。安森美的功率模塊采用最新一代溝槽工藝SiC M3 MOSFET和Field Stop 7 IGBT技術(shù)，顯著降低開關(guān)和導(dǎo)通損耗，適用于DC耦合儲(chǔ)能系統(tǒng)以最小化轉(zhuǎn)換損失。例如：F5BP系列NXH600N105L7F5S1HG模塊，采用I-NPC拓?fù)?，熱阻降?%。該模塊支持1500V母線系統(tǒng)，適用于AI數(shù)據(jù)中心的UPS單元，通過減少損耗延長電池壽命。

安森美還開發(fā)了純SiC方案，如8mΩ TNPC模塊，用于75kW雙向充電模塊，支持高頻開關(guān)（100kHz以上），體積縮小30%。配合下一代2000V SiC技術(shù)，可進(jìn)一步降低損耗，適用于高效DCDC轉(zhuǎn)換。此外，SPM31 SiC IPM模塊（70A版本）集成門驅(qū)動(dòng)和熱管理，用于冷卻系統(tǒng)風(fēng)扇，效率提升15%，滿足AI服務(wù)器內(nèi)部高密度散熱需求。

此外，盡管市場上可供選擇的SiC功率半導(dǎo)體種類繁多，但在某些特定應(yīng)用中，安森美的集成式SiC Cascode JFET是其中的佼佼者，因其低 RDS(ON)、低輸出電容和高可靠性等獨(dú)特優(yōu)勢，能夠提供卓越的性能。Cascode JFET架構(gòu)使用標(biāo)準(zhǔn)硅基柵極驅(qū)動(dòng)器，簡化了從Si到SiC的過渡過程，可在現(xiàn)有設(shè)計(jì)中實(shí)施。因此，它為從Si到SiC的過渡提供了靈活性。這些優(yōu)點(diǎn)使得安森美的SiC Cascode JFET 技術(shù)在其他技術(shù)無法企及的領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，增強(qiáng)性能使其在用于人工智能數(shù)據(jù)中心中實(shí)現(xiàn)更高的效率。

儲(chǔ)能優(yōu)勢及未來技術(shù)

安森美掌握SiC技術(shù)全鏈條，其SiC方案整合第三代半導(dǎo)體組件及高效驅(qū)動(dòng)技術(shù)，搭配主系統(tǒng)芯片可提供完整驅(qū)動(dòng)及保護(hù)方案，助力客戶推出工商業(yè)儲(chǔ)能、集中式儲(chǔ)能等多種產(chǎn)品。

安森美已研發(fā)出光伏及儲(chǔ)能全線二十多個(gè)IGBT/IGBT+SiC Hybrid模塊產(chǎn)品，功率覆蓋5kW~MW級(jí)應(yīng)用，具備高能效、高功率密度和高可靠性，配以相應(yīng)的門極驅(qū)動(dòng)、運(yùn)算放大器等產(chǎn)品，充分滿足戶用、工商業(yè)、光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)及大型電站需求，輔以各種參考設(shè)計(jì)和開發(fā)工具，以及現(xiàn)場應(yīng)用支援，幫助客戶解決設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。例如，針對光伏逆變器市場對1500 V母線，最大并網(wǎng)功率350 kW組串機(jī)型的需求，安森美最新推出了一款直流升壓模塊(飛跨電容拓?fù)?，三款交流逆變模塊（F5BP INPC拓?fù)洌会槍?500 V母線儲(chǔ)能逆變器市場，安森美推出了INPC拓?fù)淠KNXH600N105L7F5S1HG：三相最大功率200-250 kW(雙向功率pf=1和-1)。這些方案都提供高能效、高功率密度且具成本優(yōu)勢。

安森美的EliteSiC共源共柵結(jié)型場效應(yīng)晶體管（Cascode JFET）性能突出，是人工智能數(shù)據(jù)中心、儲(chǔ)能和直流快充等 AC-DC 電源單元的優(yōu)質(zhì)選擇。未來，安森美計(jì)劃推出多代溝槽型 SiC MOSFET，并開發(fā)更高電壓等級(jí)的 SiC 器件，以適配下一代儲(chǔ)能系統(tǒng)需求。

如何進(jìn)一步提升儲(chǔ)能用功率芯片的耐壓、耐溫及開關(guān)頻率等關(guān)鍵性能指標(biāo)？

在高功率密度與高轉(zhuǎn)換效率的儲(chǔ)能系統(tǒng)需求下，安森美通過材料創(chuàng)新、封裝優(yōu)化及系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)協(xié)同突破，持續(xù)提升功率芯片的耐壓、耐溫及開關(guān)頻率等核心指標(biāo)。

安森美的EliteSiC 系列通過平面柵極結(jié)構(gòu)與外延層工藝優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了耐壓等級(jí)的顯著提升。安森美的 EliteSiC 技術(shù)專注于電動(dòng)汽車與能源基礎(chǔ)設(shè)施這兩大關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域， 其1200V EliteSiC M3S器件有助于提高開關(guān)速度的EliteSiC MOSFET和模塊，以適配越來越多的能源儲(chǔ)存等能源基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用。此外，還包括1700V EliteSiC MOSFET NTH4L028N170M1提供更高擊穿電壓SiC方案，滿足大功率工業(yè)應(yīng)用的需求；使用兩個(gè)1700V雪崩額定值的EliteSiC肖特基二極管NDSH25170A、NDSH10170A，設(shè)計(jì)人員便可實(shí)現(xiàn)高溫高壓下的穩(wěn)定運(yùn)行。

在封裝設(shè)計(jì)方面，TOLL 封裝的 SiC MOSFET（如NTBL023N065M3S）封裝高度僅2.3mm，采用開爾文源極引腳將封裝電感降至 1.2nH，較 D2PAK 封裝減少 60%，有效抑制開關(guān)過電壓（VDS 尖峰降低 30%）。同時(shí)，其銀燒結(jié)芯片鍵合技術(shù)將熱阻降低 25%，支持 175℃長期運(yùn)行，滿足儲(chǔ)能系統(tǒng)高可靠性需求。其占板面積僅 9.9mm×11.7mm，較 D2PAK 節(jié)省 30% PCB 空間，適用于高密度儲(chǔ)能變流器設(shè)計(jì)。

在拓?fù)渑c控制優(yōu)化方面，安森美通過半橋兩電平拓?fù)渑c SiC MOSFET 結(jié)合，在儲(chǔ)能變流器中實(shí)現(xiàn)≥98.8% 的效率（不含電抗器）。同時(shí)，采用1200V SiC MOSFET的 DAB 拓?fù)淇蓪?shí)現(xiàn)1MW 級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的雙向能量流動(dòng)，支持電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能變流器的寬范圍電壓調(diào)節(jié)（200V 至 1000V）。