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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(xì)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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第9講：SiC的加工工藝（1）離子注入

離子注入是SiC器件制造的重要工藝之一。通過離子注入，可以實現(xiàn)對n型區(qū)域和p型區(qū)域?qū)щ娦钥刂?。本文簡要介紹離子注入工藝及其注意事項。SiC的雜質(zhì)原子擴散系數(shù)非常小，因此無法利用熱擴散工藝制造施主和受主等摻雜原子的器件結(jié)構(gòu)（形成pn結(jié)）。因此，SiC器件的制造采用了基于離子注入工藝的摻雜技術(shù)：在SiC中進行離子注入時，對于n型區(qū)域通常使用氮（N）或磷（P），這是容易低電阻化的施主元素，而對于p型區(qū)域則通常使用鋁（Al）作為受主元素。另外，用于Al離子注入的原料通常是固體，要穩(wěn)定地進行高濃度的Al離子注入，需
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全球 33 家 SiC 制造商進展概覽

SiC 功率器件市場規(guī)模逐年擴大，并將保持高速增長。
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意法半導(dǎo)體先進的電隔離柵極驅(qū)動器STGAP3S為IGBT和SiC MOSFET提供靈活的保護功能

意法半導(dǎo)體的STGAP3S系列碳化硅 (SiC) 和 IGBT功率開關(guān)柵極驅(qū)動器集成了意法半導(dǎo)體最新的穩(wěn)健的電隔離技術(shù)、優(yōu)化的去飽和保護功能和靈活的米勒鉗位架構(gòu)。STGAP3S 在柵極驅(qū)動通道與低壓控制和接口電路之間采用增強型電容隔離，瞬態(tài)隔離電壓 (VIOTM)耐壓9.6kV，共模瞬態(tài)抗擾度 (CMTI)達到 200V/ns。通過采用這種的先進的電隔離技術(shù)，STGAP3S提高了空調(diào)、工廠自動化、家電等工業(yè)電機驅(qū)動裝置的可靠性。新驅(qū)動器還適合電源和能源應(yīng)用，包括充電站、儲能系統(tǒng)、功率因數(shù)校正 (PFC)、
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東芝推出具有低導(dǎo)通電阻和高可靠性的適用于車載牽引逆變器的最新款1200V SiC MOSFET

東芝電子元件及存儲裝置株式會社（“東芝”）近日宣布，最新開發(fā)出一款用于車載牽引逆變器[1]的裸片[2]1200 V碳化硅（SiC）MOSFET“X5M007E120”，其創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)低導(dǎo)通電阻和高可靠性。X5M007E120現(xiàn)已開始提供測試樣品，供客戶評估。當(dāng)?shù)湫蚐iC MOSFET的體二極管在反向傳導(dǎo)操作[3]期間雙極通電時，其可靠性會因?qū)娮柙黾佣档汀|芝SiC MOSFET通過在MOSFET中嵌入SBD（肖特基勢壘二極管）以弱化體二極管工作的器件結(jié)構(gòu)來緩解上述問題，但如若將SBD布置在芯片上
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業(yè)界首款用于SiC MOSFET柵極保護的非對稱瞬態(tài)抑制二極管系列

Littelfuse公司是一家工業(yè)技術(shù)制造公司，致力于為可持續(xù)發(fā)展、互聯(lián)互通和更安全的世界提供動力。公司今日宣布推出SMFA非對稱系列表面貼裝瞬態(tài)抑制二極管，這是市場上首款非對稱瞬態(tài)抑制解決方案，專為保護碳化硅（SiC）MOSFET柵極免受過壓事件影響而設(shè)計。與傳統(tǒng)的硅MOSFET和IGBT相比，SiC MOSFET的開關(guān)速度更快、效率更高，因此越來越受到歡迎，對穩(wěn)健柵極保護的需求也越來越大。SMFA非對稱系列提供了一種創(chuàng)新的單元件解決方案，在簡化設(shè)計的同時顯著提高了電路的可靠性。SMFA非對稱系列是市場
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利用SiC模塊進行電動壓縮機設(shè)計要點

壓縮機是汽車空調(diào)的一部分，它通過將制冷劑壓縮成高溫高壓的氣體，再流經(jīng)冷凝器，節(jié)流閥和蒸發(fā)器換熱，實現(xiàn)車內(nèi)外的冷熱交換。傳統(tǒng)燃油車以發(fā)動機為動力，通過皮帶帶動壓縮機轉(zhuǎn)動。而新能源汽車脫離了發(fā)動機，以電池為動力，通過逆變電路驅(qū)動無刷直流電機，從而帶動壓縮機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)空調(diào)的冷熱交換功能。電動壓縮機是電動汽車熱管理的核心部件，除了可以提高車廂內(nèi)的環(huán)境舒適度（制冷，制熱）以外，對電驅(qū)動系統(tǒng)的溫度控制發(fā)揮著重要作用，對電池的使用壽命、充電速度和續(xù)航里程都至關(guān)重要。圖1.電動壓縮機是電動汽車熱管理的核心部件電動壓縮機需
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意法半導(dǎo)體第四代碳化硅功率技術(shù)問世！為下一代電動汽車電驅(qū)逆變器量身定制

意法半導(dǎo)體（簡稱ST）推出第四代STPOWER碳化硅（SiC）MOSFET技術(shù)。第四代技術(shù)有望在能效、功率密度和穩(wěn)健性三個方面成為新的市場標(biāo)桿。在滿足汽車和工業(yè)市場需求的同時，意法半導(dǎo)體還針對電動汽車電驅(qū)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件逆變器特別優(yōu)化了第四代技術(shù)。公司計劃在2027年前推出更多先進的SiC技術(shù)創(chuàng)新成果，履行創(chuàng)新承諾。意法半導(dǎo)體模擬、功率與分立器件、MEMS和傳感器產(chǎn)品部（APMS）總裁Marco Cassis表示：“意法半導(dǎo)體承諾為市場提供尖端的碳化硅技術(shù)，推動電動汽車和高能效工業(yè)的未來發(fā)展。我們將繼續(xù)在器
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sic介紹

SiC是一種Ⅳ－Ⅳ族化合物半導(dǎo)體材料，具有多種同素異構(gòu)類型。其典型結(jié)構(gòu)可分為兩類：一類是閃鋅礦結(jié)構(gòu)的立方SiC晶型，稱為3C或β－SiC，這里3指的是周期性次序中面的數(shù)目；另一類是六角型或菱形結(jié)構(gòu)的大周期結(jié)構(gòu)，其中典型的有6H、4H、15R等，統(tǒng)稱為α－SiC。與Si相比，SiC材料具有更大的Eg、Ec、Vsat、λ。大的Eg使其可以工作于650℃以上的高溫環(huán)境，并具有極好的抗輻射性能. Si [ 查看詳細(xì) ]