碳化硅

碳化硅(SiC)是一种宽带隙材料,与硅相比,具有许多优点,例如,工作温度更高,散热性能得到改善,开关和导通损耗更低。 不过,宽带隙材料比硅基材料的量产难度更高。

碳化硅特性

silicon carbide vs silicon

碳化硅的优点

sic power schottky diode and sic mosfet

更高的性能和工作电压

  • 功率损失极低
  • 本征SiC体二极管(MOSFET)(4象限开关操作)
  • 开关比硅更快,更可靠
  • 在击穿电压相同的条件下,芯片尺寸更小
  • 能效更高
  • 导热性高

更高的工作频率

  • 开关损耗更低,二极管开关性能出色
  • 更小、更轻量化的系统

更高的工作温度

  • 工作节温最高200°C
  • 散热要求降低,可用于轻量化系统,延长使用寿命

容易驱动

  • 完全兼容标准栅极驱动器
  • 设计更简单

ST与碳化硅

意法半导体从1996年开始从事碳化硅技术研发。在半导体市场推出一项新技术,质量高、寿命长,成本有竞争力是基本要求。意法半导体战胜了这种宽带隙材料的量产挑战,于2004年开始生产其首款SiC二极管。2009年,意法半导体的第一款 SiC MOSFET投产,此后又增加了1200V的SiC MOSFET和功率肖特基二极管,以完善原来的650V产品组合。

随着市场竞争愈演愈烈,基础材料的成本不断降低,碳化硅的供应链变得越来越稳健。意法半导体一直在努力改善材料和工艺质量。随着材料和基于SiC技术的产品 变得更加成熟,意法半导体研制出正在成为汽车电气化的关键推动力的汽车级SiC功率器件。

意法半导体的6英寸碳化硅晶圆于2017年投产,生产规模扩大有助于降低芯片成本,提高市场供应量,满足日益增多的SiC应用的需求(包括更多的太阳能逆变器、工业电机驱动器、家用电器和电源适配器)。

SiC Silicon Carbide wafers

若想更多地了解碳化硅技术,请观看视频。

SiC Silicon Carbide video

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