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碳化硅與硅：為什么 SiC 是電力電子的未來

  • 在這里，我們比較了碳化硅 （SiC） 與硅以及在汽車和可再生能源等行業(yè)的電力電子中的應(yīng)用。我們將探討硅和碳化硅之間的顯著差異，并了解 SiC 為何以及如何塑造電力電子的未來。硅 （Si） 到碳化硅 （SiC）：改變電力電子的未來電力電子技術(shù)在過去幾年中取得了前所未有的進步。硅 （Si） 等傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料一直主導(dǎo)著電力電子和可再生能源行業(yè)。然而，碳化硅 （SiC） 的出現(xiàn)徹底改變了這一領(lǐng)域，為卓越的性能和效率鋪平了道路。無與倫比的效率、熱性能和高壓能力使碳化硅成為用于電子和半導(dǎo)體器件的下一代半導(dǎo)體材料。硅與
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800V與碳化硅成為新能源汽車電驅(qū)的新寵，器件性能與可靠性還有上升空間

  • 1 我國能源汽車已突破1000萬輛，今年將增長24%據(jù)賽迪顧問 2024 年 12 月發(fā)布的數(shù)據(jù)預(yù)測顯示，我國新能源汽車的新車全球市占率有望穩(wěn)居七成以上，我國從汽車大國邁向汽車強國的步伐更加堅實。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2024年我國汽車產(chǎn)銷分別完成3128.2萬輛和3143.6萬輛，同比分別增長3.7％和4.5％，繼續(xù)保持在3000萬輛以上規(guī)模，產(chǎn)銷總量連續(xù)16年穩(wěn)居全球第一。其中，新能源汽車產(chǎn)銷首次突破1000萬輛，分別達到1288.8萬輛和1286.6萬輛，同比分別增長34.4％和35.5
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格力：SiC工廠整套環(huán)境設(shè)備均為自主制造

  • 自央視頻官方獲悉，格力電器董事長董明珠在紀錄片中，再次回應(yīng)外界對格力造芯片質(zhì)疑，并談到了格力建設(shè)的芯片工廠，直言“是大家把芯片看得太神秘”。董明珠表示，造芯片不是格力電器孤勇地冒險，是作為中國制造企業(yè)的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。格力做了亞洲第一座全自動化的碳化硅工廠，整個芯片的制造過程是自己完成的。而在芯片工廠制造的過程中，格力解決了一個最大的問題?！皞鹘y(tǒng)的芯片工廠用的環(huán)境設(shè)備都是進口的，比如恒溫狀態(tài)，而這正好是格力強項。所以我們自主制造了整套系統(tǒng)的環(huán)境設(shè)備，要比傳統(tǒng)的降溫模式更節(jié)能，而這可以降低企業(yè)的成本?！倍髦橐?/li>
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從硅到碳化硅過渡，碳化硅Cascode JFET 為何能成為破局者？

  • 電力電子器件高度依賴于硅（Si）、碳化硅（SiC）和氮化鎵高電子遷移率晶體管（GaN HEMT）等半導(dǎo)體材料。雖然硅一直是傳統(tǒng)的選擇，但碳化硅器件憑借其優(yōu)異的性能與可靠性而越來越受歡迎。相較于硅，碳化硅具備多項技術(shù)優(yōu)勢（圖1），這使其在電動汽車、數(shù)據(jù)中心，以及直流快充、儲能系統(tǒng)和光伏逆變器等能源基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域嶄露頭角，成為眾多應(yīng)用中的新興首選技術(shù)。圖1：硅器件（Si）與碳化硅（SiC）器件的比較什么是碳化硅Cascode JFET技術(shù)？眾多終端產(chǎn)品制造商已選擇碳化硅技術(shù)替代傳統(tǒng)硅技術(shù)，基于雙極結(jié)型晶體管（B
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英飛凌達成200mm碳化硅(SiC)新里程碑：開始交付首批產(chǎn)品

  • ●? ?英飛凌開始向客戶提供首批采用先進的200 mm碳化硅（SiC）晶圓制造技術(shù)的SiC產(chǎn)品●? ?這些產(chǎn)品在奧地利菲拉赫生產(chǎn)，為高壓應(yīng)用領(lǐng)域提供一流的SiC功率技術(shù)●? ?200 mm SiC的生產(chǎn)將鞏固英飛凌在所有功率半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢英飛凌200mm SiC晶圓英飛凌科技股份公司在200 mm SiC產(chǎn)品路線圖上取得重大進展。公司將于2025年第一季度向客戶提供首批基于先進的200 mm SiC技術(shù)的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在位于奧地利菲
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三代進化，安森美 EliteSiC MOSFET 技術(shù)發(fā)展解析

  • SiC 器件性能表現(xiàn)突出，能實現(xiàn)高功率密度設(shè)計，有效應(yīng)對關(guān)鍵環(huán)境和能源成本挑戰(zhàn)，也因此越來越受到電力電子領(lǐng)域的青睞。與硅 (Si) MOSFET 和 IGBT 相比，SiC 器件的運行頻率更高，有助于實現(xiàn)高功率密度設(shè)計、減少散熱、提高能效，并減輕電源轉(zhuǎn)換器的重量。其獨特的材料特性可以減少開關(guān)和導(dǎo)通損耗。與 Si MOSFET 相比，SiC 器件的電介質(zhì)擊穿強度更高、能量帶隙更寬且熱導(dǎo)率更優(yōu)，有利于開發(fā)更緊湊、更高效的電源轉(zhuǎn)換器。安森美 (onsemi)的 1200V?分立器件和模塊中的 M3S
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英飛凌達成200mm碳化硅（SiC）新里程碑：開始交付首批產(chǎn)品

  • 英飛凌在200mm SiC產(chǎn)品路線圖上取得重大進展。公司將于2025年第一季度向客戶提供首批基于先進的200mm SiC技術(shù)的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在位于奧地利菲拉赫的生產(chǎn)基地制造，將為高壓應(yīng)用領(lǐng)域提供先進的SiC功率技術(shù)，包括可再生能源系統(tǒng)、鐵路運輸和電動汽車等。此外，英飛凌位于馬來西亞居林的生產(chǎn)基地正在從150mm晶圓向直徑更大、更高效的200mm晶圓過渡。新建的第三廠區(qū)將根據(jù)市場需求開始大批量生產(chǎn)。英飛凌200mm SiC晶圓Rutger Wijburg博士—英飛凌科技首席運營官我們正在按計劃實施SiC產(chǎn)品
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設(shè)計高壓SIC的電池斷開開關(guān)

  • DC總線電壓為400 V或更大的電氣系統(tǒng)，由單相或三相電網(wǎng)功率或儲能系統(tǒng)（ESS）提供動力，可以通過固態(tài)電路保護提高其可靠性和彈性。在設(shè)計高壓固態(tài)電池斷開連接開關(guān)時，需要考慮一些基本的設(shè)計決策。關(guān)鍵因素包括半導(dǎo)體技術(shù)，設(shè)備類型，熱包裝，設(shè)備堅固性以及在電路中斷期間管理電感能量。本文討論了選擇功率半導(dǎo)體技術(shù)的設(shè)計注意事項，并為高壓，高電流電池斷開開關(guān)定義了半導(dǎo)體包裝，以及表征系統(tǒng)寄生電感和過度流動保護限制的重要性。　　寬帶半導(dǎo)體技術(shù)的優(yōu)勢需要仔細考慮以選擇的半導(dǎo)體材料以實現(xiàn)具有的狀態(tài)阻力，的離狀態(tài)泄漏電流，
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基于SiC的高電壓電池斷開開關(guān)的設(shè)計注意事項

  • 得益于固態(tài)電路保護，直流母線電壓為400V或以上的電氣系統(tǒng)（由單相或三相電網(wǎng)電源或儲能系統(tǒng)（ESS）供電）可提升自身的可靠性和彈性。在設(shè)計高電壓固態(tài)電池斷開開關(guān)時，需要考慮幾項基本的設(shè)計決策。其中關(guān)鍵因素包括半導(dǎo)體技術(shù)、器件類型、熱封裝、器件耐用性以及電路中斷期間的感應(yīng)能量管理。在本文中，我們將討論在選擇功率半導(dǎo)體技術(shù)和定義高電壓、高電流電池斷開開關(guān)的半導(dǎo)體封裝時的一些設(shè)計注意事項，以及表征系統(tǒng)的寄生電感和過流保護限值的重要性。寬帶隙半導(dǎo)體技術(shù)的優(yōu)勢在選擇最佳半導(dǎo)體材料時，應(yīng)考慮多項特性。目標是打造兼具最
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深度 | GaN還是SiC，電氣工程師該如何選擇？

  • /  編輯推薦 /氮化鎵晶體管和碳化硅MOSFET是近年來新興的功率半導(dǎo)體，相比于傳統(tǒng)的硅材料功率半導(dǎo)體，他們都具有許多非常優(yōu)異的特性：耐壓高，導(dǎo)通電阻小，寄生參數(shù)小等。他們也有各自與眾不同的特性：氮化鎵晶體管的極小寄生參數(shù)，極快開關(guān)速度使其特別適合高頻應(yīng)用。碳化硅MOSFET的易驅(qū)動，高可靠等特性使其適合于高性能開關(guān)電源中。本文基于英飛凌科技有限公司的氮化鎵晶體管和碳化硅MOSFET產(chǎn)品，對他們的結(jié)構(gòu)、特性、兩者的應(yīng)用差異等方面進行了詳細的介紹。引 言作為第三代功率半導(dǎo)體的絕代雙驕，氮化鎵晶體
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安森美將收購碳化硅JFET技術(shù)，以增強其針對AI數(shù)據(jù)中心的電源產(chǎn)品組合

  • 安森美（onsemi）宣布已與Qorvo達成協(xié)議，以1.15億美元現(xiàn)金收購其碳化硅結(jié)型場效應(yīng)晶體管(SiC JFET) 技術(shù)業(yè)務(wù)及其子公司United Silicon Carbide。該收購將補足安森美廣泛的EliteSiC電源產(chǎn)品組合，使其能應(yīng)對人工智能（AI）數(shù)據(jù)中心電源AC-DC段對高能效和高功率密度的需求，還將加速安森美在電動汽車斷路器和固態(tài)斷路器(SSCB) 等新興市場的部署。SiC JFET的單位面積導(dǎo)通電阻超低，低于任何其他技術(shù)的一半。它們還支持使用硅基晶體管幾十年來常用的現(xiàn)成驅(qū)動器。綜合這
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安森美收購Qorvo旗下SiC JFET技術(shù)

  • 據(jù)安森美官微消息，近日，安森美（onsemi）宣布已與Qorvo達成協(xié)議，以1.15億美元現(xiàn)金收購其碳化硅結(jié)型場效應(yīng)晶體管(SiC JFET) 技術(shù)業(yè)務(wù)及其子公司 United Silicon Carbide。該交易需滿足慣例成交條件，預(yù)計將于2025年第一季度完成。據(jù)悉，該收購將補足安森美廣泛的EliteSiC電源產(chǎn)品組合，使其能應(yīng)對人工智能（AI）數(shù)據(jù)中心電源AC-DC段對高能效和高功率密度的需求，還將加速安森美在電動汽車斷路器和固態(tài)斷路器(SSCB)等新興市場的部署。安森美電源方案事業(yè)群總裁兼總經(jīng)理
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碳化硅可靠性驗證要點

  • 從MOSFET 、二極管到功率模塊，功率半導(dǎo)體產(chǎn)品是我們生活中無數(shù)電子設(shè)備的核心。從醫(yī)療設(shè)備和可再生能源基礎(chǔ)設(shè)施，到個人電子產(chǎn)品和電動汽車(EV)，它們的性能和可靠性確保了各種設(shè)備的持續(xù)運行。第三代寬禁帶（WBG）解決方案是半導(dǎo)體技術(shù)的前沿，如使用碳化硅（SiC）。與傳統(tǒng)的硅（Si）晶體管相比，SiC的優(yōu)異物理特性使基于SiC的系統(tǒng)能夠在更小的外形尺寸內(nèi)顯著減少損耗并加快開關(guān)速度。由于SiC在市場上相對較新，一些工程師在尚未確定該技術(shù)可靠性水平之前，對從Si到SiC的轉(zhuǎn)換猶豫不決。但是，等待本身也會帶來風(fēng)
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光伏逆變器市場狂飆，全SiC模組會成為主流嗎？

  • 隨著清潔能源的快速增長，作為光伏系統(tǒng)心臟的太陽能逆變器儼然已經(jīng)成為能源革命浪潮中的超級賽道。高效的光伏系統(tǒng)，離不開功率器件。全IGBT方案、混合SiC方案和全SiC方案以其在成本、性能、空間、可靠性等方面不同的優(yōu)勢，均在市場上有廣泛應(yīng)用。但隨著SiC成本下降，全SiC方案被越來越多的廠家采用。未來10年，光伏逆變器市場狂飆目前，風(fēng)能和太陽能的總發(fā)電量已經(jīng)超過了水力發(fā)電。預(yù)計到2028年，清潔能源的比重將達到42%。中國市場增長勢頭強勁，已成為全球清潔能源增長的主要驅(qū)動力。光伏逆變器承載著將太陽能光伏組件產(chǎn)
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第10講：SiC的加工工藝（2）柵極絕緣層

  • 柵極氧化層可靠性是SiC器件應(yīng)用的一個關(guān)注點。本節(jié)介紹SiC柵極絕緣層加工工藝，重點介紹其與Si的不同之處。SiC可以通過與Si類似的熱氧化過程，在晶圓表面形成優(yōu)質(zhì)的SiO2絕緣膜。這在制造SiC器件方面具有非常大的優(yōu)勢。在平面柵SiC MOSFET中，這種熱氧化形成的SiO2通常被用作柵極絕緣膜，并已實現(xiàn)產(chǎn)品化。然而，SiC的熱氧化與Si的熱氧化存在一些差異，在將熱氧化工藝應(yīng)用于SiC器件時必須考慮到這一點。首先，與Si相比，SiC的熱氧化速率低。因此，該過程需要很長時間，而且還需要高溫。在SiC的熱氧
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