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第三代半导体材料展望:SiC功率器件走向繁荣

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发表于 2020-11-17 11:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
如今,第三代半导体和前两代相比已经有了质的飞跃。以碳化硅SiC、氮化镓GaN为主的宽禁带半导体材料,具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率、可承受大功率等特点。

在SiC/GaN器件上,各厂家品牌都做了大量研究。相比硅来说,SiC这种宽禁带材料拥有10倍的介电击穿场强、2倍电子饱和速度、3倍能带隙、3倍热导率,实用性更强。

目前, SiC方面主要聚焦于电动汽车、可再生能源、5G和通信电源上。像安森美半导体所布局的包括电动汽车本身的主驱逆变器(Traction Inverter),应用SiC器件的电动汽车可大幅提高效率,增强电动汽车续航能力。通过观察比较不难发现,SiC产品方案往往具备领先的可靠性、高性价比、满足汽车规范这三个重要特性。对于电动汽车牵引应用,SiC解决方案在尺寸、重量和效率增益等方面的优势已经得到充分证明,这就是为什么汽车市场正在跳过混合SiC模块解决方案,快速向全SiC模块解决方案迈进。除此之外,在可再生能源领域,也能看到SiC二极管的巨大使用量。SiC半导体可应用于太能能逆变器的Boost,并随着逆变器成本优化。行业已有不少厂家开始使用SiC MOSFET作为主逆变的器件替换过去的三电平控制复杂电路。

SiC已经为许多汽车应用提供了“系统级”成本效益。一旦SiC可以在器件级实现与IGBT的成本平价,更高的效率结合更低的价格所带来的优势肯定难以拒绝。

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