意法半導(dǎo)體(ST)的先進(jìn)碳化硅功率器件加快汽車(chē)電動(dòng)化進(jìn)程

　　橫跨多重電子應(yīng)用領(lǐng)域、全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics，簡(jiǎn)稱ST)在混動(dòng)汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)(EV，Electric Vehicles)市場(chǎng)發(fā)布了先進(jìn)的高能效功率半導(dǎo)體器件，同時(shí)還公布了新產(chǎn)品AEC-Q101汽車(chē)質(zhì)量認(rèn)證時(shí)間表。

　　電動(dòng)汽車(chē)和混動(dòng)汽車(chē)通過(guò)提高電能利用率來(lái)延長(zhǎng)續(xù)航里程。意法半導(dǎo)體最新的碳化硅(SiC)技術(shù)讓車(chē)企能夠研制續(xù)航里程更長(zhǎng)、充電速度更快的電動(dòng)和混動(dòng)汽車(chē)，使其更好地融入車(chē)主的生活。作為碳化硅技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，針對(duì)汽車(chē)所有主要電氣模塊，意法半導(dǎo)體率先推出新一代整流管和MOSFET晶體管。新產(chǎn)品可用于高壓功率模塊和分立功率解決方案，包括牽引變頻器、車(chē)載充電器和輔助直流-直流轉(zhuǎn)換器。

　　目前，功率模塊通常主要依賴于標(biāo)準(zhǔn)硅二極管和隔離柵雙極晶體管(IGBT)。碳化硅是一項(xiàng)較新的寬帶隙技術(shù)，可使功率模塊尺寸變得更小，而工作電壓遠(yuǎn)高于今天電動(dòng)汽車(chē)和混動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成的400V電壓。碳化硅二極管和晶體管的結(jié)構(gòu)縮小，內(nèi)部電阻隨之變低，響應(yīng)速度較標(biāo)準(zhǔn)硅產(chǎn)品更快，實(shí)現(xiàn)電能損耗最小化，使相關(guān)器件尺寸縮小，節(jié)省空間，降低重量。

　　意法半導(dǎo)體事業(yè)群副總裁兼功率晶體管產(chǎn)品部總經(jīng)理 Mario Aleo表示：“主要整車(chē)企業(yè)和零配件一級(jí)供應(yīng)商正在將碳化硅技術(shù)用于未來(lái)產(chǎn)品研發(fā)，發(fā)揮其在各種工作場(chǎng)景中總體效率高于標(biāo)準(zhǔn)硅器件的優(yōu)勢(shì)。我們的碳化硅產(chǎn)品性能表現(xiàn)優(yōu)異，已進(jìn)入產(chǎn)品認(rèn)證的最后階段，我們正在協(xié)助客戶準(zhǔn)備2017年新車(chē)型發(fā)布計(jì)劃。”

　　意法半導(dǎo)體是業(yè)界第一批發(fā)布碳化硅高壓MOSFET的公司，早在2014年就推出了其首款1200V 碳化硅MOSFET晶體管，創(chuàng)下業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的200°C 額定工作溫度，讓設(shè)計(jì)人員能夠?qū)崿F(xiàn)更高效、簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)。

　　意法半導(dǎo)體采用業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的制造工藝和4吋晶圓制造碳化硅二極管和晶體管。為降低制造成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)能，滿足汽車(chē)工業(yè)的需求，意法半導(dǎo)體正在升級(jí)改造碳化硅MOSFET晶體管和二極管的生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)2016年底完成6吋晶圓制造設(shè)施升級(jí)計(jì)劃。

　　意法半導(dǎo)體已完成650V AEC-Q101級(jí)碳化硅二極管認(rèn)證，最新的650V 碳化硅MOSFET和1200V碳化硅二極管將于2017年初完成。新一代1200V碳化硅MOSFET將于2017年底完成認(rèn)證測(cè)試。

　　STPSC20065WY 650V碳化硅二極管現(xiàn)已全面量產(chǎn)，采用DO-247封裝，同時(shí)還提供額定電流和外觀尺寸更小的TO-220封裝。STPSC10H12D 1200V碳化硅二極管正在向大客戶提供樣片，采用TO-220AC封裝，5月開(kāi)始量產(chǎn)，汽車(chē)級(jí)產(chǎn)品預(yù)計(jì)在2016年底量產(chǎn)，還將提供6A至20A額定電流和多種封裝選擇。

　　SCTW100N65G2AG 650V碳化硅MOSFET正在向大客戶提供樣片，采用HiP247封裝，2017年上半年進(jìn)入預(yù)備量產(chǎn)階段。為讓開(kāi)發(fā)人員實(shí)現(xiàn)更緊湊的設(shè)計(jì)，650V碳化硅MOSFET H2PAK貼裝版將于2017上半年完成認(rèn)證。

　　若需進(jìn)一步了解意法半導(dǎo)體碳化硅產(chǎn)品系列詳情，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)www.st.com/sicmos MOSFET產(chǎn)品網(wǎng)頁(yè)或www.st.com/auto-sic-diodes二極管產(chǎn)品網(wǎng)頁(yè)。

　　技術(shù)說(shuō)明

　　采用意法半導(dǎo)體的650V SCTW100N65G2AG碳化硅MOSFET的電動(dòng)/混動(dòng)汽車(chē)主變頻器(頻率通常高達(dá)20kHz)，比采用同級(jí)別的IGBT的解決方案提高能效多達(dá)3%。能效的顯著提升使電池續(xù)航和自動(dòng)駕駛時(shí)間更長(zhǎng)，功率單元變得更小、更輕，對(duì)散熱要求更低。碳化硅MOSFET可降低變頻器功率損耗(中低負(fù)載高達(dá)80%)，讓設(shè)計(jì)人員能夠開(kāi)發(fā)開(kāi)關(guān)頻率更高的更緊湊的設(shè)計(jì)。此外，基于碳化硅的解決方案可提供穩(wěn)健性更高的內(nèi)部體效應(yīng)二極管，不再需要IGBT解決方案必需的續(xù)流二極管，從而進(jìn)一步降低成本、空間和重量。

　　在OBC車(chē)載充電器和直流-直流轉(zhuǎn)換器等電動(dòng)汽車(chē)和混動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)中，碳化硅開(kāi)關(guān)速度比標(biāo)準(zhǔn)硅產(chǎn)品快是其固有特性，可大幅提升開(kāi)關(guān)頻率，降低無(wú)源器件的尺寸。而且，碳化硅MOSFET適用于各種拓?fù)?，可提升設(shè)計(jì)靈活性。

　　這些技術(shù)進(jìn)步有助于提升混動(dòng)和電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)水平。此外，與競(jìng)爭(zhēng)品牌的碳化硅產(chǎn)品相比，意法半導(dǎo)體的先進(jìn)制造工藝有諸多優(yōu)勢(shì)，例如在很寬的工作溫度范圍內(nèi)運(yùn)行穩(wěn)定性十分優(yōu)異，這意味汽車(chē)的加速性能和續(xù)航里程更加可靠。

　　意法半導(dǎo)體的碳化硅MOSFET采用其專有的高熱效HiP247™封裝，額定結(jié)溫創(chuàng)下200°C業(yè)內(nèi)最高記錄，通態(tài)電阻溫漂很低，即使高溫時(shí)通態(tài)電阻變化也很小，有助于提升系統(tǒng)能效，降低冷卻系統(tǒng)和印刷電路板尺寸要求，簡(jiǎn)化熱管理設(shè)計(jì)。

　　意法半導(dǎo)體的新650V和1200V碳化硅二極管擁有當(dāng)今市面上最低的正向壓降(VF)，最大限度降低電動(dòng)和混動(dòng)汽車(chē)功率轉(zhuǎn)換器的耗散功率及其轉(zhuǎn)化的熱量，這些優(yōu)異的熱特性有助于進(jìn)一步改進(jìn)汽車(chē)的運(yùn)行可靠性。