碳化硅(SiC)器件与高功率应用中常用的硅器件相比具有许多优点。SiC功率器件在大规模生产中仍然面临一些挑战，包括缩放约束、与SiC器件的较小管芯尺寸相关的散热问题、管芯上与封装相关的应变以及衬底可用性。然而，这些挑战的解决方案正在评估并投入生产。通过正确的实施，SiC可用于满足客户的需求和现场期望。
作为领先的半导体和功率器件制造商，安森半导体自2015年以来一直在SiC器件领域占据重要地位。从小规模生产开始，安森半导体在2016年和2017年实现了大幅增长。去年，碳化硅产量比去年增加了一倍多。由于2019年和2020年的产量增长预测相似，该公司正在询问SiC需求的爆炸式增长是否会超过可用的衬底供应。这个潜在的问题可以通过制定适当的策略来避免，以确保底物的替代来源。
关于SEMI的SiC产品组合
ON Semi目前提供各种基于SiC的器件，如二极管(全部作为分立元件和模块提供)，范围从4至50 A/200 V到6至50 A/1，200 V.MOSFET的生产始于2018年第一季度，采用TO-247封装的80m和1，200V器件问世。从今年第二季度开始，ON Semi将发布多达12款新器件，包括采用TO-247-3L、D2PAK-7L和TO247-4L封装的20、40和160mMOSFET。ON Semi基础设施依赖于巨大的晶圆厂产能，每周可释放超过10，000片晶圆。同时，在所有时区(亚洲、欧洲和美国)都有一个开发团队，支持24小时全球开发。
目前的第一代器件组合将通过900V MOSFET进行扩展，该器件的栅极-源极电压(VGS)为15V，旨在满足汽车牵引力控制应用的需求。该器件的路线图还包括适用于高功率和工业应用的1，700V肖特基势垒二极管(SBD)，以及能够满足高度竞争市场需求的650第二代SBD。
虽然今天二极管仍然占主导地位，但预计在未来一到两年内，MOSFET和模块的应用将会大大增加。因此，ON Semi专注于实现更高的功率模块、不同的尺寸和各种MOSFET电压水平。
应用示例
SiC MOSFET的一个应用示例是用于电动公交车的40 kW车载快速充电器。每个系统包括36个SiC MOSFET，可以实现出色的均流、出色的dV/dt控制(高于25 V/ns)、有源整流和零场故障。电子方程式市场代表了另一个具有挑战性的应用。Formula E赛车对系统性能的要求很高，这推动了设备规格的极限。ON Semi提供50 A二极管和1，200V和160 A MOSFET(16个并联器件)实现高性能牵引系统。
图1:1:SiC二极管和IGBT的性能比较
电动方程式赛车的牵引力控制是一个极端的应用，其中SiC设备通常工作在overdrive的增压区，以提供汽车在恶劣条件下行驶时的寿命和最大功率的宝贵信息。SiC MOSFET正在取代牵引系统中目前使用的绝缘栅双极晶体管(IGBT)，从而大大减小了解决方案的芯片尺寸(从50 mm 2减少到约10 mm 2)。
审计彭静
标签：器件SiC应用