提到碳化矽(SiC),人們的第(dì)一反應是其性能優勢,如更低損耗、更高電壓、更高頻率、更小尺寸和更高(gāo)結溫,非常適合製造大(dà)功率電子器件;如果說到應用,大多數人都會說它成本太(tài)高,推(tuī)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(yè)如電源。
那麽,基於如此明顯(xiǎn)的優(yōu)勢的碳化矽材料製成的碳化(huà)矽肖特基器(qì)件能帶來哪些優勢呢?
1、器件自(zì)身優勢:擊穿電(diàn)壓高(常用電壓有650V/1200V)、可靠性高(gāo)(結溫175℃ )、開關損耗小和導通損耗小、器件反(fǎn)向恢複時間幾乎為0,且恢複(fù)電壓應力較小(參考下圖),有利於降低係統噪聲,提高(gāo)EMI裕量。
2、應用優勢:在CCM PFC電路中,碳化矽肖特基較小(xiǎo)的反向恢複電流可以(yǐ)降低主功率MOSFET開啟瞬間的電流應力,從而使它能夠以較少的(de)熱損失轉換電能,矽半導體必須大得多才(cái)能實現相同的(de)性能。這(zhè)體現在產(chǎn)品上,即碳化矽(guī)肖特基在降低電源溫度提高轉換效率的同時還能顯著減小電(diàn)源(yuán)的尺寸,這將為製造(zào)商帶來巨大的效益。
功(gōng)率半導體作(zuò)為電(diàn)力係統的(de)組成(chéng)部分,是提升能(néng)源(yuán)效率(lǜ)的決定性因素之一。在肖特基發(fā)展(zhǎn)曆程中,追求更低損耗是行業一直以(yǐ)來的共同(tóng)目標,肖特基器件損耗主要由導通損耗和(hé)開關損耗導致,且無用功損耗會以發熱的(de)行式釋放,使電源溫度升高。
從設計人員的(de)角度來看,正向壓降與(yǔ)電容二者(zhě)之(zhī)間的平(píng)衡至(zhì)關重要,而使用(yòng)新工藝可以帶來更優的(de)綜合性能。目前碳化矽肖特(tè)基產(chǎn)品工藝(yì)節點大致(zhì)可以分(fèn)為4個:
第一代產品芯片厚度以300μm以上為工藝節點,常見厚度為300μm、350μm、390μm厚(hòu)度。此工藝製造的芯片厚度較厚,對加工過程中減劃、金屬化等等工藝要求較低(dī),但是缺點也是顯(xiǎn)而易見(jiàn)的,由於芯片較(jiào)厚(hòu)故很難在正向壓降(jiàng)和電容之間得到一個較優的綜合性能,目前國(guó)內少部分廠家還沿(yán)用此工藝(yì)。
第二代產品以芯片厚度為250μm為代表。目前國內廠家量產產品大多采用此節點工藝,維安第一代產品也(yě)是基(jī)於此節點工藝進行開(kāi)發(目前已經更新到第三代),但是此工藝較國際一線(xiàn)大廠(chǎng)還有一定差距。
第三代產品以芯片厚度150μm為代表。這個工藝節點也是國內大多數廠家在21年底到22年初推出的(de)新工藝平台,大部分廠家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工藝節點,例如CREE C6係列在此節點工藝進行開發,但此(cǐ)工藝具國際最(zuì)優(yōu)水平還有一定差距。
第四代產品以100μm厚度為代表(biǎo)。此工藝水平為目前國際最優量產水平,國際上英飛淩C6等產品采用此節點工藝進行開發,得到VF和電容性能的綜合(hé)優勢,維安目前量產主推工藝也是采(cǎi)用此(cǐ)節點,工藝水平領先國內主流1代~1.5代水平。
3年(nián)的潛心研(yán)發,加之在開發過程中不斷自我優(yōu)化(huà)迭代,維安碳化矽肖特基產品曆(lì)經250μm、150μm、100μm三次更新,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(hòu)度降低導通損耗和使用縮小有效(xiào)結麵積的方法降低電容,使(shǐ)器件電(diàn)流密度,導通損(sǔn)耗和開關損耗等器件參數性能優於同行業水平。
手機等消費類電源、太陽能逆(nì)變電源、新能源電動汽車及充電樁、工業控製(zhì)特種電源……作為一個重要的快速發展的(de)應用(yòng)領域,電(diàn)源行業的發展受益(yì)於功率器件技術進步,反(fǎn)過來又推動(dòng)了功率器(qì)件的研發製造活動。在電源模塊中使用碳化矽肖特基器(qì)件,具有以下優勢:
· 開關損耗極低;
· 較高的開關頻率;
· 結溫(wēn)高,從而(ér)降低了冷卻(què)要求和散熱要求;
· 更小封裝,適合(hé)更緊湊的方案;
維安碳化矽(guī)肖特(tè)基(jī)推出以下係(xì)列產品:
維安(ān)產品仍在(zài)不斷自我優化,持續推出損耗更小,開(kāi)關速度(dù)更高的碳化矽肖特基(jī)器件。維安碳化矽,讓您的電源效率更高、工作溫度更低。
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