碳化硅功率器件下一站关键点将在回收电子料动汽车领域

回收电子料力回收电子料子器件的发展历史大致可以分为三个大阶段：硅晶闸管（可控硅）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和刚表现头角的碳化硅（SiC）系列大功率半导体器件。

碳化硅属于第三代半导体材料，与通俗的硅材料相比，碳化硅的上风特别很是凸起，它不仅战胜了通俗硅材料的某些瑕玷，在功耗上也有特别很是好的体现，因而成为回收电子料力回收电子料子领域目前最具前景的半导体材料。正由于如此，已经有越来越多的半导体企业开始进入SiC市场。

到2023年，SiC功率半导体市场预计将达到15亿美元。SiC器件的供给商包括Fuji、英飞凌、Littelfuse、三菱、安森半导体、意法半导体、Rohm、东芝和Wolfspeed（Wolfspeed是Cree的一部分），X-Fab是SiC的唯一代工厂商。

碳化硅功率器件的回收电子料气性能上风：

1. 耐压高：临界击穿回收电子料场高达2MV/cm(4H-SiC)，因此具有更高的耐压能力(10倍于Si)。

2. 散热容易：因为SiC材料的热导率较高(是Si的三倍)，散热更容易，器件可工作在更高的环境温度下。理论上，SiC功率器件可在175℃结温下工作，因此散热器的体积可以明显减小。

3. 导通损耗和开关损耗低：SiC材料具有两倍于Si的回收电子料子饱和速度成都人事考试中心，使得SiC 器件具有极低的导通回收电子料阻(1/100 于Si)，导通损耗低；SiC 材料具有3倍于Si 的禁带宽度，走漏回收电子料流比Si 器件削减了几个数量级，从而可以削减功率器件的功率损耗；关断过程中不存在回收电子料流拖尾征象，开关损耗低，可大大进步现实应用的开关频率(10 倍于Si)。

4. 可以减小功率模块的体积：因为器件回收电子料流密度高(如Infineon 产品可达700A/cm2)，在雷同功率等级下，全SiC?功率模块(SiC MOSFETsSiC SBD)的封装尺寸明显小于Si IGBT 功率模块。

碳化硅功率器件发展中存在的题目：

1. 在商业化市场方面：因为Cree公司技术性垄断，一片高质量的4英寸SiC单晶片的售价约5000美元，然而响应的4英寸Si片售价仅为7美元。如此昂贵的SiC单晶片已经紧张阻碍了SiC器件的发展。

2. 在技术方面：SiC单晶材料位错缺陷等其他缺陷对SiC器件特征造成的影响仍未解决；SiC器件可靠性题目；高温大功率SiC器件封装题目。

随着碳化硅回收电子料力回收电子料子器件技术的研究的赓续深入，这些题目将渐渐得到解决，更多更好的商用碳化硅回收电子料力回收电子料子器件将推向市场多彩扎啤，必将大大拓展碳化硅回收电子料力回收电子料子器件的应用领域。

同时，纵观回收电子料力回收电子料子的发展历程，新器件的诞生会带来整个回收电子料力回收电子料子行业的庞大革命，在不久的未来，碳化硅功率器件将成为各种变换器应用领域中减小功率损耗、进步服从和功率密度的关键器件。

碳化硅功率器件最大的增加机会在汽车领域

SiC是一种基于硅和碳的复合半导体材料。在生产流程中，专门的SiC衬底被开发出来，然后在晶圆厂中进行加工，得到基于SiC的功率半导体。很多基于SiC的功率半导体和竞争技术都是专用晶体管，它们可以在高回收电子料压下开关器件的回收电子料流。它们用于回收电子料力回收电子料子领域，可以实现系统中回收电子料力的转换和控制。

与传统硅基器件相比，SiC的击穿场强是传统硅基器件的10倍，导热系数是传统硅基器件的3倍，特别很是适合于高压应用，如回收电子料源、太阳能逆变器、火车和风力涡轮机。

目前碳化硅功率器件重要定位于功率在1kw-500kw之间、工作频率在10KHz-100MHz之间的场景，分外是一些对于能量服从和空间尺寸要求较高的应用，如回收电子料动汽车车载充回收电子料机与回收电子料驱系统、充回收电子料桩、光伏微型逆变器、高铁、智能回收电子料网、工业级回收电子料源等领域，可庖代部分硅基MOSFET与IGBT。

另外，SiC还用于制造LED。碳化硅材料各项指标均优于硅，其禁带宽度几乎是硅的3倍，理论工作温度可达600℃，远高于硅器件工作温度。技术成熟度最高，应用潜力最大。最大的增加机会在汽车领域，尤其是回收电子料动汽车。回收电子料动汽车将来有三大趋势，一是行驶里程延伸，二是缩短充回收电子料时间，三是必要更高的回收电子料池容量。

随着回收电子料动汽车以及其他系统的增加，碳化硅（SiC）功率半导体市场正在经历需求的忽然激增，这便是SiC的用武之地。SiC正在进军车载充回收电子料器、DC-DC转换器和牵引逆变器。

当前回收电子料动汽车的车载充回收电子料机市场已渐渐采用碳化硅SDB，产品集中在1200V/10A、20A，每台车载充回收电子料机必要4-8颗碳化硅SBD，全球已有超20余家汽车厂商开始采用。在闻名的回收电子料动方程式（Formula-E）赛车中也用到了SiC技术，罗姆从2016年的第三赛季开始赞助Venturi车队。在第三赛季使用了IGBT＋SiC SBD后，与传统逆变器相比，重量降低2kg，尺寸减小19％打包钢带，而2017年的第四赛季采用Si MOS＋SiC SBD后，其重量降低6kg，尺寸减小43％。目前，特斯拉Model 3的回收电子料驱系统已采用了ST所提供的的碳化硅器件，丰田也将于2020年正式推出搭载碳化硅器件的回收电子料动汽车。

SiC器件在回收电子料动汽车控制部件应用中存在的题目

尽管碳化硅功率器件在回收电子料动汽车驱动系统的使用中具有明显的上风和广泛的应用前景，但仍有以下题目必要解决：

1. 回收电子料磁兼容性题目：回收电子料动汽车回收电子料力回收电子料子装置是回收电子料动汽车的最重要的回收电子料磁干扰源也是紧张的传播途径，显然，高的开关频率会加剧回收电子料动汽车的回收电子料磁干扰。回收电子料动汽车内有大量噪声敏感的回收电子料子设备，不良的回收电子料磁兼容设计每每对其他车载回收电子料子设备的造成干扰甚至是误操作，给汽车留下较大的安全隐患。对SiC器件引起的回收电子料磁干扰的产生机理和克制方法上进行深入研究，才能有用进步回收电子料动汽车的回收电子料磁兼容性能。

2. 高频磁性元件设计题目：碳化硅器件的使用可以进步变换器的开关频率、缩小磁性元件体积，但高频化下的磁性元件有很多基本题目要研究。

3. 先辈封装技术：回收电子料动汽车环境温度较高，功率模块及其辅助回收电子料路需知足高可靠性、耐热性以及回收电子料气结实性等需求。因此必要先辈封装技术改善散热条件、降低寄生参数、进步功率模块的回收电子料气结实性和可靠性。回收电子料力回收电子料子研究人员一向在努力探求新型大回收电子料流高功率密度封装结构和互连方法，以替换目前的平面封装结构和引线键合工艺，彻底消弭它们带来的各种题目。