意法半導體(ST)的先進(jìn)碳化硅功率器件加快汽車(chē)電動(dòng)化進(jìn)程

　　橫跨多重電子應用領(lǐng)域、全球領(lǐng)先的半導體供應商意法半導體(STMicroelectronics，簡(jiǎn)稱(chēng)ST)在混動(dòng)汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)(EV，Electric Vehicles)市場(chǎng)發(fā)布了先進(jìn)的高能效功率半導體器件，同時(shí)還公布了新產(chǎn)品AEC-Q101汽車(chē)質(zhì)量認證時(shí)間表。

　　電動(dòng)汽車(chē)和混動(dòng)汽車(chē)通過(guò)提高電能利用率來(lái)延長(cháng)續航里程。意法半導體最新的碳化硅(SiC)技術(shù)讓車(chē)企能夠研制續航里程更長(cháng)、充電速度更快的電動(dòng)和混動(dòng)汽車(chē)，使其更好地融入車(chē)主的生活。作為碳化硅技術(shù)的領(lǐng)導者，針對汽車(chē)所有主要電氣模塊，意法半導體率先推出新一代整流管和MOSFET晶體管。新產(chǎn)品可用于高壓功率模塊和分立功率解決方案，包括牽引變頻器、車(chē)載充電器和輔助直流-直流轉換器。

　　目前，功率模塊通常主要依賴(lài)于標準硅二極管和隔離柵雙極晶體管(IGBT)。碳化硅是一項較新的寬帶隙技術(shù)，可使功率模塊尺寸變得更小，而工作電壓遠高于今天電動(dòng)汽車(chē)和混動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成的400V電壓。碳化硅二極管和晶體管的結構縮小，內部電阻隨之變低，響應速度較標準硅產(chǎn)品更快，實(shí)現電能損耗最小化，使相關(guān)器件尺寸縮小，節省空間，降低重量。

　　意法半導體事業(yè)群副總裁兼功率晶體管產(chǎn)品部總經(jīng)理 Mario Aleo表示：“主要整車(chē)企業(yè)和零配件一級供應商正在將碳化硅技術(shù)用于未來(lái)產(chǎn)品研發(fā)，發(fā)揮其在各種工作場(chǎng)景中總體效率高于標準硅器件的優(yōu)勢。我們的碳化硅產(chǎn)品性能表現優(yōu)異，已進(jìn)入產(chǎn)品認證的最后階段，我們正在協(xié)助客戶(hù)準備2017年新車(chē)型發(fā)布計劃。”

　　意法半導體是業(yè)界第一批發(fā)布碳化硅高壓MOSFET的公司，早在2014年就推出了其首款1200V 碳化硅MOSFET晶體管，創(chuàng )下業(yè)內領(lǐng)先的200°C 額定工作溫度，讓設計人員能夠實(shí)現更高效、簡(jiǎn)化的設計。

　　意法半導體采用業(yè)內最先進(jìn)的制造工藝和4吋晶圓制造碳化硅二極管和晶體管。為降低制造成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)能，滿(mǎn)足汽車(chē)工業(yè)的需求，意法半導體正在升級改造碳化硅MOSFET晶體管和二極管的生產(chǎn)線(xiàn)，預計2016年底完成6吋晶圓制造設施升級計劃。

　　意法半導體已完成650V AEC-Q101級碳化硅二極管認證，最新的650V 碳化硅MOSFET和1200V碳化硅二極管將于2017年初完成。新一代1200V碳化硅MOSFET將于2017年底完成認證測試。

　　STPSC20065WY 650V碳化硅二極管現已全面量產(chǎn)，采用DO-247封裝，同時(shí)還提供額定電流和外觀(guān)尺寸更小的TO-220封裝。STPSC10H12D 1200V碳化硅二極管正在向大客戶(hù)提供樣片，采用TO-220AC封裝，5月開(kāi)始量產(chǎn)，汽車(chē)級產(chǎn)品預計在2016年底量產(chǎn)，還將提供6A至20A額定電流和多種封裝選擇。

　　SCTW100N65G2AG 650V碳化硅MOSFET正在向大客戶(hù)提供樣片，采用HiP247封裝，2017年上半年進(jìn)入預備量產(chǎn)階段。為讓開(kāi)發(fā)人員實(shí)現更緊湊的設計，650V碳化硅MOSFET H2PAK貼裝版將于2017上半年完成認證。

　　若需進(jìn)一步了解意法半導體碳化硅產(chǎn)品系列詳情，請訪(fǎng)問(wèn)www.st.com/sicmos MOSFET產(chǎn)品網(wǎng)頁(yè)或www.st.com/auto-sic-diodes二極管產(chǎn)品網(wǎng)頁(yè)。

　　技術(shù)說(shuō)明

　　采用意法半導體的650V SCTW100N65G2AG碳化硅MOSFET的電動(dòng)/混動(dòng)汽車(chē)主變頻器(頻率通常高達20kHz)，比采用同級別的IGBT的解決方案提高能效多達3%。能效的顯著(zhù)提升使電池續航和自動(dòng)駕駛時(shí)間更長(cháng)，功率單元變得更小、更輕，對散熱要求更低。碳化硅MOSFET可降低變頻器功率損耗(中低負載高達80%)，讓設計人員能夠開(kāi)發(fā)開(kāi)關(guān)頻率更高的更緊湊的設計。此外，基于碳化硅的解決方案可提供穩健性更高的內部體效應二極管，不再需要IGBT解決方案必需的續流二極管，從而進(jìn)一步降低成本、空間和重量。

　　在OBC車(chē)載充電器和直流-直流轉換器等電動(dòng)汽車(chē)和混動(dòng)汽車(chē)系統中，碳化硅開(kāi)關(guān)速度比標準硅產(chǎn)品快是其固有特性，可大幅提升開(kāi)關(guān)頻率，降低無(wú)源器件的尺寸。而且，碳化硅MOSFET適用于各種拓撲，可提升設計靈活性。

　　這些技術(shù)進(jìn)步有助于提升混動(dòng)和電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)水平。此外，與競爭品牌的碳化硅產(chǎn)品相比，意法半導體的先進(jìn)制造工藝有諸多優(yōu)勢，例如在很寬的工作溫度范圍內運行穩定性十分優(yōu)異，這意味汽車(chē)的加速性能和續航里程更加可靠。

　　意法半導體的碳化硅MOSFET采用其專(zhuān)有的高熱效HiP247™封裝，額定結溫創(chuàng )下200°C業(yè)內最高記錄，通態(tài)電阻溫漂很低，即使高溫時(shí)通態(tài)電阻變化也很小，有助于提升系統能效，降低冷卻系統和印刷電路板尺寸要求，簡(jiǎn)化熱管理設計。

　　意法半導體的新650V和1200V碳化硅二極管擁有當今市面上最低的正向壓降(VF)，最大限度降低電動(dòng)和混動(dòng)汽車(chē)功率轉換器的耗散功率及其轉化的熱量，這些優(yōu)異的熱特性有助于進(jìn)一步改進(jìn)汽車(chē)的運行可靠性。