碳化硅功率功率器件:前沿技術(shù)與挑戰(zhàn)
隨著科技的快速發(fā)展,碳化硅(SiC)功率器件作為一種先進(jìn)的電力電子設(shè)備,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于能源轉(zhuǎn)換、電機控制、電網(wǎng)保護等多個領(lǐng)域。本文將詳細(xì)介紹碳化硅功率器件的原理、應(yīng)用、技術(shù)挑戰(zhàn)以及未來發(fā)展趨勢。
一、碳化硅功率器件的原理
碳化硅功率器件是一種基于碳化硅材料的半導(dǎo)體器件,具有高導(dǎo)熱率和高電子飽和遷移率。其基本結(jié)構(gòu)包括P型和N型兩個導(dǎo)電類型,通過在碳化硅基底上制備PN結(jié)或其他特殊結(jié)構(gòu),實現(xiàn)電壓控制和電流開關(guān)的作用。
與傳統(tǒng)的硅功率器件相比,碳化硅功率器件具有高耐壓、高導(dǎo)熱率、高電子飽和遷移率等優(yōu)點。其工作頻率和溫度范圍較廣,適用于高溫、高頻和高功率密度的應(yīng)用場景。
二、碳化硅功率器件的應(yīng)用
電動汽車:碳化硅功率器件在電動汽車中具有廣泛的應(yīng)用,如電池管理系統(tǒng)、電機驅(qū)動系統(tǒng)等。由于其高耐壓、高電子飽和遷移率等優(yōu)點,能夠提高電動汽車的效率和性能。
太陽能逆變器:碳化硅功率器件在太陽能逆變器中具有廣泛的應(yīng)用,能夠提高逆變器的效率和可靠性。
電網(wǎng)保護:碳化硅功率器件在電網(wǎng)保護中具有廣泛的應(yīng)用,如故障定位、無功補償?shù)?。由于其高耐壓、高電子飽和遷移率等優(yōu)點,能夠提高電網(wǎng)保護的準(zhǔn)確性和可靠性。
三、碳化硅功率器件的技術(shù)挑戰(zhàn)
制造工藝:碳化硅功率器件的制造工藝相對復(fù)雜,需要采用高質(zhì)量的碳化硅材料和先進(jìn)的制造設(shè)備。同時,由于碳化硅材料硬度較高,加工難度較大,需要解決一系列的技術(shù)難題。
可靠性問題:碳化硅功率器件在高電壓、高溫和高電流密度的工作環(huán)境下容易出現(xiàn)可靠性問題,如老化、熱擊穿等。因此,需要采取一系列措施提高其可靠性。
成本問題:雖然碳化硅功率器件具有許多優(yōu)點,但其制造成本相對較高,限制了其廣泛應(yīng)用。因此,需要采取措施降低制造成本。
四、未來發(fā)展趨勢
進(jìn)一步提高性能:隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,未來碳化硅功率器件的性能將進(jìn)一步提高,如更高的耐壓、更高的電子飽和遷移率等。這將為電動汽車、太陽能逆變器等應(yīng)用領(lǐng)域提供更好的解決方案。
降低制造成本:為了降低碳化硅功率器件的制造成本,未來將采取一系列措施,如優(yōu)化制造工藝、開發(fā)低成本制造設(shè)備等。這將促進(jìn)碳化硅功率器件的廣泛應(yīng)用。
拓展應(yīng)用領(lǐng)域:隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用需求的不斷增長,未來碳化硅功率器件的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓展,如智能家居、工業(yè)自動化等領(lǐng)域。這將為碳化硅功率器件的發(fā)展提供更廣闊的市場空間。
總之,碳化硅功率器件作為一種先進(jìn)的電力電子設(shè)備,具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的市場潛力。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用需求的不斷增長,未來碳化硅功率器件將迎來更加美好的發(fā)展前景。
無錫國晶微半導(dǎo)體技術(shù)有限公司是寬禁帶第三代半導(dǎo)體碳化硅SiC功率器件、氮化鎵GaN光電器件以及常規(guī)集成電路研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的高科技創(chuàng)新型企業(yè),從事碳化硅場效應(yīng)管,碳化硅肖特基二極管、GaN光電光耦繼電器、單片機集成電路等產(chǎn)品芯片設(shè)計、生產(chǎn)與銷售并提供相關(guān)產(chǎn)品整體方案設(shè)計配套服務(wù),總部位于江蘇省無錫市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi),并在杭州、深圳和香港設(shè)有研發(fā)中心和銷售服務(wù)支持中心及辦事處。
公司具有國內(nèi)領(lǐng)先的研發(fā)實力,專注于為客戶提供高效能、低功耗、低阻值、品質(zhì)穩(wěn)定的碳化硅高低功率器件及光電集成電路產(chǎn)品,同時提供一站式的應(yīng)用解決方案和現(xiàn)場技術(shù)支持服務(wù),使客戶的系統(tǒng)性能優(yōu)異、靈活可靠,并具有成本競爭力。
公司的碳化硅功率器件涵蓋650V/2A-100A,1200V/2A-90A,1700V/5A-80A等系列,產(chǎn)品已經(jīng)投入批量生產(chǎn),產(chǎn)品完全可以對標(biāo)國際品牌同行的先進(jìn)品質(zhì)及水平。先后推出全電流電壓等 無錫國晶微半導(dǎo)體技術(shù)有限公司是寬禁帶第三代半導(dǎo)體碳化硅SiC功率器件、氮化鎵GaN光電器件以及常規(guī)集成電路研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的高科技創(chuàng)新型企業(yè),從事碳化硅場效應(yīng)管,碳化硅肖特基二極管、GaN光電光耦繼電器、單片機集成電路等產(chǎn)品芯片設(shè)計、生產(chǎn)與銷售并提供相關(guān)產(chǎn)品整體方案設(shè)計配套服務(wù),總部位于江蘇省無錫市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi),并在杭州、深圳和香港設(shè)有研發(fā)中心和銷售服務(wù)支持中心及辦事處。
公司具有國內(nèi)領(lǐng)先的研發(fā)實力,專注于為客戶提供高效能、低功耗、低阻值、品質(zhì)穩(wěn)定的碳化硅高低功率器件及光電集成電路產(chǎn)品,同時提供一站式的應(yīng)用解決方案和現(xiàn)場技術(shù)支持服務(wù),使客戶的系統(tǒng)性能優(yōu)異、靈活可靠,并具有成本競爭力。
公司的碳化硅功率器件涵蓋650V/2A-100A,1200V/2A-90A,1700V/5A -80A等系列,產(chǎn)品已經(jīng)投入批量生產(chǎn),產(chǎn)品完全可以對標(biāo)國際品牌同行的先進(jìn)品質(zhì)及水平。先后推出全電流電壓等級碳化硅肖特基二極管、通過工業(yè)級、車規(guī)級可靠性測試的碳化硅MOSFET系列產(chǎn)品,性能達(dá)到國際先進(jìn)水平,應(yīng)用于太陽能逆變電源、新能源電動汽車及充電樁、智能電網(wǎng)、高頻電焊、軌道交通、工業(yè)控制特種電源、國防軍工等領(lǐng)域。由于其具有高速開關(guān)和低導(dǎo)通電阻的特性,即使在高溫條件下也能體現(xiàn)優(yōu)異的電氣特性,大幅降低開關(guān)損耗,使元器件更小型化及輕量化,效能更高效,提高系統(tǒng)整體可靠性,可使電動汽車在續(xù)航里程提升10%,整車重量降低5%左右,并實現(xiàn)設(shè)計用充電樁的高溫環(huán)境下安全、穩(wěn)定運行。
特別在高低壓光耦半導(dǎo)體技術(shù)方面更是擁有業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的研發(fā)團隊。在國內(nèi)創(chuàng)先設(shè)計開發(fā)了28nm 光敏光柵開關(guān)PVG芯片技術(shù),并成功量產(chǎn)應(yīng)用于60V、400V、600V高低壓、低內(nèi)阻、低電容的光電耦合繼電器芯片、涵蓋1500kVrms SOP超小封裝及3750kVrms 隔離增強型常規(guī)SMD、DIP等不同封裝,單路、雙路、混合雙路、常開常閉等電路產(chǎn)品,另包括200V SOI MOS/LIGBT集成芯片、100V CMOS/LDMOS集成芯片、8bit及32bit單片機等集成電路產(chǎn)品,均獲得市場及各重點科研單位、檢測機構(gòu)的新產(chǎn)品認(rèn)定。
公司核心研發(fā)團隊中大部分工程師擁有碩士及以上學(xué)位,并有多名博士主持項目的開發(fā)。公司建立了科技創(chuàng)新和知識產(chǎn)權(quán)管理的規(guī)范體系,在電路設(shè)計、半導(dǎo)體器件及工藝設(shè)計、可靠性設(shè)計、器件模型提取等方面積累了眾多核心技術(shù),擁有多項國際、國內(nèi)自主發(fā)明專利。
“國之重器,從晶出發(fā),自強自主,成就百年”是國晶微半導(dǎo)體的企業(yè)目標(biāo),我們?yōu)閱T工提供精彩的發(fā)展空間,為客戶提供精良的產(chǎn)品服務(wù),我們真誠期待與您攜手共贏未來。級碳化硅肖特基二極管、通過工業(yè)級、車規(guī)級可靠性測試的碳化硅MOSFET系列產(chǎn)品,性能達(dá)到國際先進(jìn)水平,應(yīng)用于太陽能逆變電源、新能源電動汽車及充電樁、智能電網(wǎng)、高頻電焊、軌道交通、工業(yè)控制特種電源、國防軍工等領(lǐng)域。由于其具有高速開關(guān)和低導(dǎo)通電阻的特性,即使在高溫條件下也能體現(xiàn)優(yōu)異的電氣特性,大幅降低開關(guān)損耗,使元器件更小型化及輕量化,效能更高效,提高系統(tǒng)整體可靠性,可使電動汽車在續(xù)航里程提升10%,整車重量降低5%左右,并實現(xiàn)設(shè)計用充電樁的高溫環(huán)境下安全、穩(wěn)定運行。
特別在高低壓光耦半導(dǎo)體技術(shù)方面更是擁有業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的研發(fā)團隊。在國內(nèi)創(chuàng)先設(shè)計開發(fā)了28nm光敏光柵開關(guān)PVG芯片技術(shù),并成功量產(chǎn)應(yīng)用于60V、400V、600V高低壓、低內(nèi)阻、低電容的光電耦合繼電器芯片、涵蓋1500kVrms SOP超小封裝及3750kVrms隔離增強型常規(guī)SMD、DIP等不同封裝,單路、雙路、混合雙路、常開常閉等電路產(chǎn)品,另包括200V SOI MOS/LIGBT集成芯片、100V CMOS/LDMOS集成芯片、8bit及32bit單片機等集成電路產(chǎn)品,均獲得市場及各重點科研單位、檢測機構(gòu)的新產(chǎn)品認(rèn)定。
公司核心研發(fā)團隊中大部分工程師擁有碩士及以上學(xué)位,并有多名博士主持項目的開發(fā)。公司建立了科技創(chuàng)新和知識產(chǎn)權(quán)管理的規(guī)范體系,在電路設(shè)計、半導(dǎo)體器件及工藝設(shè)計、可靠性設(shè)計、器件模型提取等方面積累了眾多核心技術(shù),擁有多項國際、國內(nèi)自主發(fā)明專利。
“國之重器,從晶出發(fā),自強自主,成就百年”是國晶微半導(dǎo)體的企業(yè)目標(biāo),我們?yōu)閱T工提供精彩的發(fā)展空間,為客戶提供精良的產(chǎn)品服務(wù),我們真誠期待與您攜手共贏未來。
審核編輯:湯梓紅
-
太陽能
+關(guān)注
關(guān)注
37文章
3410瀏覽量
114241 -
半導(dǎo)體
+關(guān)注
關(guān)注
334文章
27362瀏覽量
218696 -
功率器件
+關(guān)注
關(guān)注
41文章
1770瀏覽量
90437 -
碳化硅
+關(guān)注
關(guān)注
25文章
2762瀏覽量
49054
原文標(biāo)題:碳化硅功率功率器件:前沿技術(shù)與挑戰(zhàn)
文章出處:【微信號:國晶微第三代半導(dǎo)體碳化硅SiC,微信公眾號:國晶微第三代半導(dǎo)體碳化硅SiC】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)推薦
評論