SiC功率器件的技術(shù)市場(chǎng)走勢

　　摘要：探討了SiC的技術(shù)特點(diǎn)及其市場(chǎng)與應用。

　　近期，全球知名半導體制造商ROHM在清華大學(xué)內舉辦了以“SiC功率元器件技術(shù)動(dòng)向和ROHM的SiC功率元器件產(chǎn)品”為主題的交流學(xué)習會(huì )。此次交流學(xué)習會(huì )上，ROHM在對比各種功率器件的基礎上，對SiC元器件的市場(chǎng)采用情況和發(fā)展趨勢做了分析，并對ROHM的SiC產(chǎn)品陣容、開(kāi)發(fā)以及市場(chǎng)情況做了詳盡的介紹。

　　各種功率器件的比較

　　功率元器件主要用于轉換電源，包括四大類(lèi)：逆變器、轉換器(整流器)、直流斬波器DC/DC轉換器、矩陣轉換器(如圖1)。

　　功率器件中最主要的指標之一是損耗，包括導通損耗(Econd)和開(kāi)關(guān)損耗(Eon+Eoff)。理想地，人們希望損耗為零，但是不可能百分之百沒(méi)有。

　　硅(Si)產(chǎn)品歷經(jīng)三十年左右的發(fā)展，出現了一個(gè)技術(shù)瓶頸，就是高溫、高壓、高頻時(shí)損耗較大，需要尋找更好的器件來(lái)替代。2003年，美國Cree公司率先推出SiC產(chǎn)品，但當時(shí)市場(chǎng)上并沒(méi)有很大的反響。2010年以后，業(yè)界開(kāi)始對SiC產(chǎn)品真正關(guān)心，一些廠(chǎng)家推出了相關(guān)產(chǎn)品。

　　Si產(chǎn)品和SiC的區別如圖2所示?？梢?jiàn)，在高頻時(shí)，Si-MOSFET和SiC-MOSFET性能較好，主要源于MOSFET構造上的優(yōu)勢。而IGBT中間的B代表Bipolar(雙極)，T是Transistor(三極管)，即雙極性三極管，可見(jiàn)IGBT是三極管結構，因此Si-IGBT的高頻特性會(huì )差些。

　　從圖2還可看出，SiC可以做到更高壓。

　　總之，SiC產(chǎn)品可以做到更高頻和更高壓。

　　圖2中還有新材料——氮化鎵(GaN)。GaN最大優(yōu)勢是高頻特性，比Si、SiC更好;但是GaN同樣也有一個(gè)短板，就是做不了太高壓。

　　圖3所示為各種功率器件的應用領(lǐng)域。功率器件用得最多的地方是開(kāi)關(guān)電源，開(kāi)關(guān)電壓較高的是600V，1200V已經(jīng)是極限了。接下來(lái)的一個(gè)重要市場(chǎng)是車(chē)載，例如新能源汽車(chē)(EV/HEV)。此外，還有各種工業(yè)設備。