碳化硅發(fā)展勢頭旺，英飛凌祭出650 V COOlSiC MOSFET

王瑩

近期，多家公司發(fā)布了碳化硅（SiC）方面的新產(chǎn)品。作為新興的第三代半導體材料之一，碳化硅具備哪些優(yōu)勢，現(xiàn)在的發(fā)展程度如何？

不久前，碳化硅的先驅(qū)英飛凌科技公司推出了650 V的CoolSiCTMMOSFET，值此機會，電子產(chǎn)品世界訪問了英飛凌電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部大中華區(qū)開關(guān)電源應用高級市場經(jīng)理陳清源先生。

碳化硅與氮化鎵、硅材料的關(guān)系

碳化硅MOSFET是一種新器件，使一些以前硅材料很難被應用的電源轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，例如電流連續(xù)模式的圖騰柱PFC（cCM mode TotemPole PFC）成為可行，另外由于價格高于同等級的硅器件，所以市場上對其應用經(jīng)驗還需不斷積累增加。好消息是碳化硅在使用上的技術(shù)門檻并不高，相信假以時日，碳化硅器件會用于服務器、數(shù)據(jù)中心、通訊系統(tǒng)，具體產(chǎn)品是開關(guān)電源、工業(yè)電源、太陽能逆變器、UPS（不間斷電源），電池化成（formation）電源、充電樁等。

與另一種寬帶隙器件氮化鎵（GaN）相比，碳化硅器件商用歷史更長，因此技術(shù)和市場的接受程度都更加廣泛。

英飛凌是市場上唯一能夠提供涵蓋硅、碳化硅和氮化鎵等材料的全系列功率產(chǎn)品的制造商。此次新產(chǎn)品的發(fā)布意義之一在于：完善了其600 V/650 V細分領(lǐng)域的硅基、碳化硅以及氮化鎵功率半導體產(chǎn)品組合。

那么，英飛凌如何平衡三者的關(guān)系？

陳清源經(jīng)理指出，不同的客戶因為各自的應用場景和技術(shù)儲備，而對三種材料的器件有不同程度的使用。硅材料由于技術(shù)成熟度最高，以及性價比方面的優(yōu)勢，所以未來依然會是各個功率轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的主要器件。而氮化鎵器件由于在快速開關(guān)性能方面的優(yōu)勢，會在追求高效和高功率密度的場合，例如數(shù)據(jù)中心、服務器等，有較快的增長。在三種材料中，碳化硅的溫度穩(wěn)定性和可靠性都被市場驗證，所以在對可靠性要求更高的領(lǐng)域，例如汽車和太陽能逆變器等，可看到較快的增長。

650 V COOISiC^TMMOSFET的特點及工藝

英飛凌650 V coolsic^TMMOSFET的額定值在（27～107）mΩ之間，既可采用典型的TO-247 3引腳封裝，也支持開關(guān)損耗更低的TO-247 4引腳封裝。與過去發(fā)布的所有英飛凌CoolSiC^TMMOSFET產(chǎn)品相比，全新650 V系列基于先進的溝槽半導體技術(shù)。通過最大限度地發(fā)揮碳化硅強大的物理特性，確保了器件具有出色的可靠性、開關(guān)損耗和導通損耗。此外，它們還具備高的跨導水平（增益）、4 V的閾值電壓（Vth）和短路穩(wěn)健性。總而言之，溝槽技術(shù)可以在毫不折衷的情況下，在應用中實現(xiàn)最低的損耗，并在運行中實現(xiàn)最佳可靠性。