由于 SiC 具有更快的開(kāi)關(guān)速度，因此對(duì)于某些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可縮減無(wú)源元器件如電感器的尺寸以降低系統(tǒng)尺寸和成本。光伏發(fā)電和大規(guī)模儲(chǔ)能變得越來(lái)越重要，最終將取代所有的污染性能源。由于可再生能源目前僅占全球總發(fā)電量的一小部分，因此 SiC 將有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展路向。隨著電動(dòng)車(chē)采用率的增加，充電樁將大規(guī)模部署，另外，SiC 最終還將成為電動(dòng)車(chē)主驅(qū)逆變器的首選材料，因?yàn)樗蓽p少車(chē)輛的整體尺寸和重量，且能效更高，可延長(zhǎng)電池使用壽命。

安森美首席碳化硅專(zhuān)家，中國(guó)汽車(chē)OEM技術(shù)負(fù)責(zé)人 吳桐 博士

安森美 (onsemi) 在收購(gòu)上游 SiC 供應(yīng)企業(yè) GTAT 后，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈的垂直整合，是世界上為數(shù)不多能提供從襯底到模塊的端到端 SiC 方案供應(yīng)商，包括 SiC 球生長(zhǎng)、襯底、外延、器件制造、同類(lèi)最佳的集成模塊和分立封裝方案。安森美的 SiC 策略側(cè)重于電動(dòng)車(chē)及充電樁、可再生能源等領(lǐng)域，提供 650 V 到 1 200 V SiC MOSFET、650 V 到 1 700 V SiC 二極管、混合 SiC 模塊和全 SiC 模塊。相比于其他廠家，安森美的 SiC 器件雪崩能量更高，損耗更小，因其使用更大尺寸的 die，從而降低 R_dson。

隨著技術(shù)的成熟和成本問(wèn)題的解決，電動(dòng)車(chē)及其車(chē) 載充電器和其他車(chē)載電源系統(tǒng)對(duì) SiC 的需求將越來(lái)越大。由儲(chǔ)存在儲(chǔ)能系統(tǒng)中的太陽(yáng)能和風(fēng)能支持的電動(dòng)車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施將由電動(dòng)車(chē)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)所推動(dòng)。機(jī)器學(xué)習(xí)、云計(jì)算和在線服務(wù)需求帶來(lái)的數(shù)據(jù)中心增長(zhǎng)，將推動(dòng)這 些數(shù)據(jù)中心使用基于 SiC 的更可靠的 UPS。安森美提供高能效、高性能的 SiC 方案，滿(mǎn)足這些不同應(yīng)用的需求。SiC MOSFET 的優(yōu)點(diǎn)是高壓器件的導(dǎo)通電阻相對(duì)而言比較低，開(kāi)關(guān)速度比較快。高壓小電流的情況下，導(dǎo)通電 阻比較低，從而提升能效，特別適用于電動(dòng)車(chē)逆變器、車(chē)載充電 (OBC)、DC-DC 和直流快速充電樁，尤其是在 800 V 系統(tǒng)中，當(dāng)功率超過(guò) 150 KW 以上時(shí)，SiC 的優(yōu)勢(shì)特別明顯，整車(chē)效率提升，可以使得電動(dòng)車(chē)的里程提升或者是減小電池的容量。減小的電池容量可以抵消由于 SiC 和 Si 功率元件的價(jià)差帶來(lái)的成本上升。

SiC芯片可以工作在更高的溫度(175 ℃至200 ℃)，結(jié)溫超過(guò) 175 ℃的 SiC 方案將能在更高的功率密度下工作，從而比其硅基替代方案的性?xún)r(jià)比更高，有助于使系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠更靈活地選擇滿(mǎn)足應(yīng)用需求的最高性?xún)r(jià)比的方案。

氮化鎵 (GaN) 和碳化硅 (SiC) 具有較高的電子遷移率和較高的能帶隙，用它們制成的晶體管具有比硅基晶體管更高的擊穿電壓和更耐受高溫，可以突破硅基器件的應(yīng)用極限，開(kāi)關(guān)速度更快，導(dǎo)通電阻更低，損耗更小，能效更高。GaN 的開(kāi)關(guān)頻率比 SiC 高得多，而 SiC 的可 靠性高于 GaN。SiC 通常用于更高壓、更高功率的應(yīng)用，如太陽(yáng)能逆變器、電動(dòng)車(chē)充電器和工業(yè) AC-DC 等應(yīng)用。 GaN 通常用于 650 V 以下的高開(kāi)關(guān)頻率應(yīng)用，如蜂窩基站功率放大器、軍用雷達(dá)、衛(wèi)星發(fā)射器和通用射頻放大等無(wú)線設(shè)備中。

(注：本文轉(zhuǎn)載自《電子產(chǎn)品世界》2022年7月期)