英飛凌推出650V SiC MOSFET，低壓SiC市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈

（文章來(lái)源：電子工程世界）

英飛凌宣布推出650V SiC MOSFET，標(biāo)志著公司進(jìn)一步增強(qiáng)了在低壓SiC領(lǐng)域的布局，650V CoolSiC MOSFET系列，可以滿足包括服務(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（UPS）、電機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)以及電動(dòng)汽車充電在內(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。

英飛凌科技電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部大中華區(qū)開關(guān)電源應(yīng)用高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理陳清源詳細(xì)解讀了英飛凌全新650V SiC的產(chǎn)品特性，以及英飛凌在SiC等第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域的布局。陳清源表示，單就SiC技術(shù)來(lái)說(shuō)，英飛凌已經(jīng)耕耘了超過(guò)十年，目前是第六代產(chǎn)品，包括MOSFET、二極管、模組、驅(qū)動(dòng)以及車用幾大系列。

陳清源援引IHS的數(shù)據(jù)表示，今年650V SiC MOSFET大概有獎(jiǎng)金5000萬(wàn)美元的市場(chǎng)總?cè)萘浚A(yù)計(jì)2028年將達(dá)到1億6000萬(wàn)，年復(fù)合成長(zhǎng)率達(dá)16%。值得注意的是，這是排除電動(dòng)汽車、軍事和航空的市場(chǎng)，比如特斯拉就已經(jīng)早早采用了意法半導(dǎo)體650V SiC器件。如果算上這些市場(chǎng)，650V SiC市場(chǎng)的空間會(huì)更大。

陳清源總結(jié)了SiC器件的幾大特點(diǎn)，包括更寬的帶隙，更高的擊穿場(chǎng)強(qiáng)，更低的電子遷移率，更好的熱導(dǎo)率以及更快的電子漂移速度。這使得SiC具有更高的運(yùn)行電壓、更高的功率密度、更薄的活性層、更快的開關(guān)頻率、更高的效率以及更好的散熱性能等多方面優(yōu)勢(shì)?？墒构β势骷虞p薄短小，效率更高，整個(gè)板級(jí)設(shè)計(jì)也更靈活，從而降低整體尺寸。

陳清源表示，Si、SiC以及GaN三種產(chǎn)品面向不同的市場(chǎng)，比如Si電壓范圍是25V至1.7kV，SiC支持650V至3.3kV，而GaN則支持80V-650V，雖說(shuō)三者在650V這一區(qū)域有所重疊，但特點(diǎn)不同，比如Si的性價(jià)比最高，SiC的可靠性更高，而GaN的切換頻率更高，用戶可以根據(jù)自己的不同需求選擇不同器件組合。

目前英飛凌在整個(gè)功率器件市場(chǎng)占有率位居全球第一，包括低壓MOS、高壓MOS、IGBT等都有涉及，陳清源也強(qiáng)調(diào)盡管第三代半導(dǎo)體來(lái)勢(shì)洶洶，但公司始終會(huì)將精力分散到硅、SiC以及GaN等產(chǎn)品線上，不會(huì)只圍繞一種產(chǎn)品開發(fā)。這也足以說(shuō)明三種產(chǎn)品各具特色，需要在不同場(chǎng)合發(fā)揮作用?！拔覀兊娜龡l產(chǎn)品線是共存的，不會(huì)說(shuō)互相取代，英飛凌有穩(wěn)定的收益，可以繼續(xù)去支持任何系列新產(chǎn)品的開發(fā)、研究，以及與客戶的合作?！?/p>

單從SiC技術(shù)來(lái)說(shuō)，英飛凌英飛凌SiC今天談的只是一部分，英飛凌在SiC的領(lǐng)域事實(shí)上已經(jīng)有超過(guò)10年的經(jīng)驗(yàn)，目前已經(jīng)出到第六代產(chǎn)品，產(chǎn)品種類包括MOSFET、二極管、模組、驅(qū)動(dòng)以及車用幾大系列。

英飛凌在SiC上的優(yōu)勢(shì)不止在研發(fā)，包括擁有自己的生產(chǎn)線以及全面的產(chǎn)品布局，這都是英飛凌的特別之處。陳清源也表示，目前英飛凌已經(jīng)采用了6英寸SiC，產(chǎn)能完全可以滿足市場(chǎng)所需，未來(lái)如果需要更多產(chǎn)能，公司也會(huì)適時(shí)將晶圓升級(jí)到8英寸。

2月底，英飛凌一口氣推出了8款650V SiC，提供包括經(jīng)典的TO-247 3引腳封裝以及開關(guān)損耗更低的TO-247 4引腳封裝。提供從27mΩ到107mΩ靜態(tài)導(dǎo)通電阻選項(xiàng)，滿足客戶不同成本，不同效率，不同設(shè)計(jì)規(guī)格所需。

陳清源特別強(qiáng)調(diào)了英飛凌SiC的高可靠性，由于SiC多用于高壓基礎(chǔ)設(shè)施，所以英飛凌非常重視其質(zhì)量，采取了多重手段，比如通過(guò)優(yōu)化柵極氧化層從而更加堅(jiān)固，為了防止“誤導(dǎo)通”，把VGS重新設(shè)計(jì)成大于4V，這可以降低噪音帶來(lái)的誤導(dǎo)通。而在一些特殊的拓?fù)渲?，例如CCM圖騰柱的拓?fù)洌m用于硬換向的體二極管。在抗雪崩和抗短路能力測(cè)試中，也有著不俗的表現(xiàn)。

陳清源補(bǔ)充道，由于SiC相對(duì)傳統(tǒng)Si設(shè)計(jì)復(fù)雜，所以為了解決工程師開發(fā)顧慮，特意把VGS電壓范圍設(shè)置的更寬，同時(shí)可在0V電壓可以關(guān)斷VGS，不需要GaN那樣的負(fù)電壓，給電路設(shè)計(jì)帶來(lái)麻煩。針對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)，英飛凌實(shí)際測(cè)試了自家的三款產(chǎn)品，當(dāng)在100℃時(shí)，SiC的RDS(on) 相比其他兩種都小了約1/3，這就意味著高溫特性好，同時(shí)也意味著對(duì)散熱的要求可以更低，可以降低設(shè)計(jì)成本。

柵極氧化層的設(shè)計(jì)師MOSFET的一大難點(diǎn)，目前主流設(shè)計(jì)方法學(xué)是兩種，一種是平面式，在導(dǎo)通狀態(tài)下，性能與柵極氧化層可靠性之間需要很大的折中，另外一種則是溝槽式方案，更容易達(dá)到性能要求，而不偏離柵極氧化層的安全條件。陳清源表示，英飛凌的溝槽式設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)源于CoolMOS，已經(jīng)開發(fā)了將近20年，取得了大量專利和實(shí)際量產(chǎn)的可靠經(jīng)驗(yàn)。
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