提到碳化硅(SiC),人們的第一反應是其性能優(yōu)勢,如更低損耗、更高電壓、更高頻率、更小尺寸和更高結溫,非常適合制造大功率電子器件;如果說(shuō)到應用,大多數人都會(huì )說(shuō)它成本太高,推廣起來(lái)需假以時(shí)日,等等。事實(shí)上,在一些有性能、效率、體積、散熱,甚至系統成本有要求的應用中,典型代表行業(yè)如電源。
那么,基于如此明顯的優(yōu)勢的碳化硅材料制成的碳化硅肖特基器件能帶來(lái)哪些優(yōu)勢呢?
1、器件自身優(yōu)勢:擊穿電壓高(常用電壓有650V/1200V)、可靠性高(結溫175℃ )、開(kāi)關(guān)損耗小和導通損耗小、器件反向恢復時(shí)間幾乎為0,且恢復電壓應力較?。▍⒖枷聢D),有利于降低系統噪聲,提高EMI裕量。
2、應用優(yōu)勢:在CCM PFC電路中,碳化硅肖特基較小的反向恢復電流可以降低主功率MOSFET開(kāi)啟瞬間的電流應力,從而使它能夠以較少的熱損失轉換電能,硅半導體必須大得多才能實(shí)現相同的性能。這體現在產(chǎn)品上,即碳化硅肖特基在降低電源溫度提高轉換效率的同時(shí)還能顯著(zhù)減小電源的尺寸,這將為制造商帶來(lái)巨大的效益。
功率半導體作為電力系統的組成部分,是提升能源效率的決定性因素之一。在肖特基發(fā)展歷程中,追求更低損耗是行業(yè)一直以來(lái)的共同目標,肖特基器件損耗主要由導通損耗和開(kāi)關(guān)損耗導致,且無(wú)用功損耗會(huì )以發(fā)熱的行式釋放,使電源溫度升高。
從設計人員的角度來(lái)看,正向壓降與電容二者之間的平衡至關(guān)重要,而使用新工藝可以帶來(lái)更優(yōu)的綜合性能。目前碳化硅肖特基產(chǎn)品工藝節點(diǎn)大致可以分為4個(gè):
第一代產(chǎn)品芯片厚度以300μm以上為工藝節點(diǎn),常見(jiàn)厚度為300μm、350μm、390μm厚度。此工藝制造的芯片厚度較厚,對加工過(guò)程中減劃、金屬化等等工藝要求較低,但是缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的,由于芯片較厚故很難在正向壓降和電容之間得到一個(gè)較優(yōu)的綜合性能,目前國內少部分廠(chǎng)家還沿用此工藝。
第二代產(chǎn)品以芯片厚度為250μm為代表。目前國內廠(chǎng)家量產(chǎn)產(chǎn)品大多采用此節點(diǎn)工藝,維安第一代產(chǎn)品也是基于此節點(diǎn)工藝進(jìn)行開(kāi)發(fā)(目前已經(jīng)更新到第三代),但是此工藝較國際一線(xiàn)大廠(chǎng)還有一定差距。
第三代產(chǎn)品以芯片厚度150μm為代表。這個(gè)工藝節點(diǎn)也是國內大多數廠(chǎng)家在21年底到22年初推出的新工藝平臺,大部分廠(chǎng)家目前還正在處于研發(fā)階段,部分國際一線(xiàn)大廠(chǎng)量產(chǎn)產(chǎn)品采用150μm工藝節點(diǎn),例如CREE C6系列在此節點(diǎn)工藝進(jìn)行開(kāi)發(fā),但此工藝具國際最優(yōu)水平還有一定差距。
第四代產(chǎn)品以100μm厚度為代表。此工藝水平為目前國際最優(yōu)量產(chǎn)水平,國際上英飛凌C6等產(chǎn)品采用此節點(diǎn)工藝進(jìn)行開(kāi)發(fā),得到VF和電容性能的綜合優(yōu)勢,維安目前量產(chǎn)主推工藝也是采用此節點(diǎn),工藝水平領(lǐng)先國內主流1代~1.5代水平。
3年的潛心研發(fā),加之在開(kāi)發(fā)過(guò)程中不斷自我優(yōu)化迭代,維安碳化硅肖特基產(chǎn)品歷經(jīng)250μm、150μm、100μm三次更新,目前量產(chǎn)產(chǎn)品全部采用100μm節點(diǎn)(維安第三代)薄片工藝,通過(guò)降低芯片厚度降低導通損耗和使用縮小有效結面積的方法降低電容,使器件電流密度,導通損耗和開(kāi)關(guān)損耗等器件參數性能優(yōu)于同行業(yè)水平。
手機等消費類(lèi)電源、太陽(yáng)能逆變電源、新能源電動(dòng)汽車(chē)及充電樁、工業(yè)控制特種電源……作為一個(gè)重要的快速發(fā)展的應用領(lǐng)域,電源行業(yè)的發(fā)展受益于功率器件技術(shù)進(jìn)步,反過(guò)來(lái)又推動(dòng)了功率器件的研發(fā)制造活動(dòng)。在電源模塊中使用碳化硅肖特基器件,具有以下優(yōu)勢:
· 開(kāi)關(guān)損耗極低;
· 較高的開(kāi)關(guān)頻率;
· 結溫高,從而降低了冷卻要求和散熱要求;
· 更小封裝,適合更緊湊的方案;
維安碳化硅肖特基推出以下系列產(chǎn)品:
維安產(chǎn)品仍在不斷自我優(yōu)化,持續推出損耗更小,開(kāi)關(guān)速度更高的碳化硅肖特基器件。維安碳化硅,讓您的電源效率更高、工作溫度更低。
登陸維安官方網(wǎng)站,了解更多維安碳化硅肖特基產(chǎn)品信息。