三安集成打造碳化硅MOSFET器件量產(chǎn)平臺，提升電源系統(tǒng)功率密度

中國化合物半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈制造平臺——三安集成于日前宣布，已經(jīng)完成碳化硅MOSFET器件量產(chǎn)平臺的打造。首發(fā)1200V 80m＆Omega；產(chǎn)品已完成研發(fā)并通過一系列產(chǎn)品性能和可靠性測試，其可廣泛適用于光伏逆變器、開關(guān)電源、脈沖電源、高壓DC／DC、新能源充電和電機驅(qū)動等應(yīng)用領(lǐng)域，有助于減小系統(tǒng)體積，降低系統(tǒng)功耗，提升電源系統(tǒng)功率密度。目前多家客戶處于樣品測試階段。

隨著中國“十四五”規(guī)劃浮出水面，第三代半導(dǎo)體項目投資升溫加劇。據(jù)不完全統(tǒng)計，2020年有8家企業(yè)計劃投資總計超過430億元，碳化硅、氮化鎵材料半導(dǎo)體建設(shè)項目出現(xiàn)“井噴”。三安集成表示，“良性競爭有助于產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展，我們會加快新產(chǎn)品的推出速度和產(chǎn)能建設(shè)，以便保持先發(fā)優(yōu)勢?！睋?jù)悉，三安集成碳化硅肖特基二極管于2018年上市后，已完成了從650V到1700V的產(chǎn)品線布局，并累計出貨達百余萬顆，器件的高可靠性獲得客戶一致好評。

本次推出的1200V 80m＆Omega； 碳化硅MOSFET，與傳統(tǒng)的硅基IGBT功率器件相比，寬禁帶碳化硅材料擁有“更高、更快、更強”的特性——更高的耐壓和耐熱、更快的開關(guān)頻率，更低的開關(guān)損耗。優(yōu)異的高溫和高壓特性使得碳化硅MOSFET在大功率應(yīng)用中表現(xiàn)出色，尤其是高壓應(yīng)用中，在相同的功率下，碳化硅MOSFET自身器件損耗小，極大減小了器件的散熱需求，使系統(tǒng)朝著小型化，輕量化，集成化的方向發(fā)展。這對“寸土寸金”的電源系統(tǒng)來說至關(guān)重要，比如新能源車載充電器OBC、服務(wù)器電源等。

從碳化硅肖特基二極管到MOSFET，三安集成在3年時間內(nèi)便完成了碳化硅器件產(chǎn)品線布局。在保證器件性能的前提下，提供高質(zhì)量高可靠性的碳化硅產(chǎn)品。首款工業(yè)級碳化硅MOSFET采用平面型設(shè)計，具備優(yōu)異的體二極管能力，高溫直流特性，以及優(yōu)良的閾值電壓穩(wěn)定性。

更強的體二極管能力

由于器件結(jié)構(gòu)的原因，碳化硅MOSFET的體二極管是PiN二極管，器件的開啟電壓高，損耗大。在實際使用中，往往會通過并聯(lián)肖特基二極管作續(xù)流，減小系統(tǒng)損耗。三安集成的碳化硅MOSFET通過優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)和布局，大大增強碳化硅體二極管的通流能力，不需要額外并聯(lián)二極管，降低系統(tǒng)成本，減小系統(tǒng)體積。

優(yōu)良的閾值電壓穩(wěn)定性

如何能夠得到優(yōu)質(zhì)的碳化硅柵氧結(jié)構(gòu)是目前業(yè)界普遍的難題。柵氧質(zhì)量不僅會影響MOSFET的溝道通流能力，造成閾值漂移現(xiàn)象，嚴(yán)重時會導(dǎo)致可靠性的失效。三安集成通過反復(fù)試驗和優(yōu)化柵氧條件，閾值電壓的穩(wěn)定性得到明顯提高，1000hr的閾值漂移在0．2V以內(nèi)。

目前行業(yè)內(nèi)碳化硅MOSFET缺貨聲音不斷，三安集成加速碳化硅器件產(chǎn)能擴張。今年7月在長沙高新區(qū)開工建設(shè)的湖南三安碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈園區(qū)，計劃總投資160億元，占地1000畝。目前項目一期工程建筑主體已拔地而起，計劃將于2021年6月開始試產(chǎn)。不到1年的時間，在茅草荒地上建立一個全面涵蓋碳化硅晶體生長、襯底、外延、晶圓制造和封裝測試的全產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化制造基地，用“三安速度”表明其在第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投入的決心。

“三安速度”不光體現(xiàn)在工程建設(shè)速度上，三安集成表示，將加快MOSFET系列產(chǎn)品研發(fā)和車規(guī)認證的速度，同時繼續(xù)發(fā)揚優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定、按時交付的質(zhì)量方針，充分利用大規(guī)模、全產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)能優(yōu)勢與品質(zhì)管理優(yōu)勢，用開放的制造平臺，服務(wù)全球客戶。

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