提到(dào)碳(tàn)化矽(guī)(SiC),人們的第一(yī)反(fǎn)應是其性能優勢,如更(gèng)低損耗、更(gèng)高電壓、更高頻率、更小尺寸和更高結溫,非常適合製造(zào)大功率電子器件;如果說到應(yīng)用,大多數人都會說它成本太高,推廣起來需假以時日,等等。事實上,在一些有性能、效率、體積、散熱,甚至係統成本有要求的應用中,典型代表行業如電源。
那麽,基於如(rú)此明顯的優勢的(de)碳化矽材料製成的碳化矽肖特基(jī)器件能帶來哪些優勢呢?
1、器件自身優勢:擊穿電壓高(常(cháng)用電壓有650V/1200V)、可靠性高(結溫175℃ )、開關損耗小和導通損耗小、器件反向恢複時間(jiān)幾(jǐ)乎為0,且恢複電壓應力較小(參(cān)考下圖),有利於降低係統噪聲(shēng),提高EMI裕量。
2、應用(yòng)優勢:在CCM PFC電路中,碳化矽肖特基較小的反向恢複電流可以降低主功率(lǜ)MOSFET開啟瞬間的電流應力,從而使它(tā)能夠以較(jiào)少(shǎo)的熱損失轉換(huàn)電能,矽半導體必須大得多才(cái)能實現相同的性能。這體(tǐ)現(xiàn)在產品上,即碳化(huà)矽肖特基在降低(dī)電源溫度提高(gāo)轉換效率的同時還能顯(xiǎn)著減小電源的尺(chǐ)寸,這將為製造商帶來巨大的效益。
功率半導(dǎo)體作為電力係統的組成部分,是提升(shēng)能源(yuán)效率的決定性因素(sù)之一。在肖特基發展曆程中(zhōng),追求更低損耗是行業一(yī)直以來的共同目標,肖特基器件損耗主要由導通損耗和開關損耗導致,且無用功損耗會以發熱的行式釋放,使(shǐ)電源溫度升高。
從設計人員的角度來看,正向(xiàng)壓降與電容二者之間(jiān)的平衡至關重要,而使用新工藝可(kě)以帶來更優(yōu)的綜合(hé)性能。目前碳化矽肖特基產品工藝節點大致(zhì)可以分為4個:
第(dì)一代產品芯片厚度以300μm以上為工藝節點,常見厚度為(wéi)300μm、350μm、390μm厚度。此工(gōng)藝製造(zào)的芯片厚度較(jiào)厚,對加工過程中減劃、金屬化(huà)等(děng)等工藝要求較低,但是缺點也是顯而易見的,由於芯片較厚故很難(nán)在正向壓降和電容之間得到一個較優的綜合性能,目前國內(nèi)少部分廠家還沿用此工藝。
第二代產品以芯片厚度為250μm為代表。目(mù)前國(guó)內廠(chǎng)家量產產品大多采用此節(jiē)點工藝,維安第一(yī)代產品也是基於此節點工藝進行開發(目前已經(jīng)更(gèng)新到第三代(dài)),但是此工藝較國際一線大(dà)廠還有一定差距。
第三代產品(pǐn)以芯片厚度(dù)150μm為代表。這個工藝節點(diǎn)也是(shì)國內大多數廠家在21年底到22年初推出的新(xīn)工藝(yì)平台,大部分廠家(jiā)目前還正在處於研發階段,部分國際一線大廠量產(chǎn)產品采用150μm工(gōng)藝節點,例如CREE C6係列在此節點工藝(yì)進行開發,但此工藝具國際最優水平還有一定差距。
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量產水平,國際上英飛淩(líng)C6等(děng)產品采用此節點工藝進行開發,得到VF和電容性能的綜(zōng)合優勢,維安目前量產主推工藝也是(shì)采用此節點,工藝水平領先(xiān)國內主流1代~1.5代水平。
3年(nián)的潛心(xīn)研發,加之在開(kāi)發過程(chéng)中不斷自我優化迭代(dài),維安碳化矽肖特基產品曆經250μm、150μm、100μm三次更(gèng)新,目前量產產品全部采用100μm節點(維安第三代)薄片工藝,通過降低芯片厚度降低(dī)導通損耗和使用縮小有效結麵積的方(fāng)法降低(dī)電容,使器件電流密度,導通損耗和開關損耗等器件參數性能優於同行(háng)業(yè)水平。
手機等消費類電源、太陽能逆變電源、新能源電動汽車(chē)及充電樁(zhuāng)、工業控製特種(zhǒng)電源……作(zuò)為一個重要的快速發展的應用領域,電源行業的發展受益於功率器(qì)件技術進步,反過(guò)來又推動了功率器件的研發製造活(huó)動。在電源模塊中使用碳化矽肖特(tè)基器件(jiàn),具有以下優勢:
· 開關損耗極低;
· 較高的開關頻率;
· 結溫高,從而降低了冷卻要求和散熱(rè)要求;
· 更小封裝(zhuāng),適(shì)合更緊湊的方案;
維安碳化矽肖特基(jī)推出以下係列產品:
維安產品仍在不斷自我優化,持續推出(chū)損耗(hào)更小,開關速度更高的碳(tàn)化矽肖特基器件。維安碳化矽,讓您的電源效率更高、工(gōng)作溫度更低。
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