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SiC MOSFET國產化推進

     
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SiC MOSFET國產化推進
更新時間時間:2024-06-26 20:52 免費使用會員用戶
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 傾佳電子(Changer Tech)-專業汽車連接器及功率半導體(IGBT單管,IGBT模塊,碳化硅SiC-MOSFET,氮化鎵GaN,驅動IC)分銷商,聚焦新能源、交通電動化、數字化轉型三大方向,致力于服務中國工業電源,電力電子裝備及新能源汽車產業鏈。相較傳統汽車,新能源汽車在電驅動單元、電氣設備的數量上都有較大的增加,內部動力電流及信息電流錯綜復雜,特別是高電流、高電壓的電驅動系統對連接器的可靠性、體積和電氣性能提出更高的要求,這意味著新能源汽車對連接器產品需求量及質量要求都將大幅提升。在新能源汽車中,高壓連接器是極其重要的元部件,整車、充電設施上均有應用。整車上高壓連接器主要應用場景有:DC、水暖PTC充電機、風暖PTC、直流充電口、動力電機、高壓線束、維修開關、逆變器、動力電池、高壓箱、電動空調、交流充電口等。在電動汽車中,碳化硅功率器件的應用主要為兩個方向,一個用于電機驅動逆變器(電機控制器),另一個用于車載電源系統,主要包括:電源轉換系統(車載DC/DC)、車載充電系統(OBC)、車載空調系統(PTC和空壓機)等方面。碳中和、智能化引領人類社會進入生態文明發展時代,科技創新為能源、交通、信息產業打造最強的發展動能。科技創新融合數字技術和電力電子技術,為新型電力系統能源基礎設施、新型電動出行能源基礎設施、新型數字產業能源基礎設施等‘三新能源基礎設施’,引領產業高質量發展。”
 
傾佳電子(Changer Tech)致力于基本公司國產碳化硅(SiC)MOSFET在電力電子應用中全面取代IGBT,全力推動基本公司國產碳化硅(SiC)MOSFET加速革掉IGBT的命!Changer Tech is making every effort to promote the domestic BASiC silicon carbide (SiC) MOSFET to accelerate the replacement of IGBT!
 
IGBT芯片技術不斷發展,但是從一代芯片到下一代芯片獲得的改進幅度越來越小。這表明IGBT每一代新芯片都越來越接近材料本身的物理極限。SiC MOSFET寬禁帶半導體提供了實現半導體總功率損耗的顯著降低的可能性。使用SiC MOSFET可以降低開關損耗,從而提高開關頻率。進一步的,可以優化濾波器組件,相應的損耗會下降,從而全面減少系統損耗。通過采用低電感SiC MOSFET功率模塊,與同樣封裝的Si IGBT模塊相比,功率損耗可以降低約70%左右,可以將開關頻率提5倍(實現顯著的濾波器優化),同時保持最高結溫低于最大規定值。
 
為了保持電力電子系統競爭優勢,同時也為了使最終用戶獲得經濟效益,一定程度的效率和緊湊性成為每一種電力電子應用功率轉換應用的優勢所在。隨著IGBT技術到達發展瓶頸,加上SiC MOSFET絕對成本持續下降,使用SiC MOSFET替代升級IGBT已經成為各類型電力電子應用的主流趨勢。
 
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對于通用應用,SiC 功率器件可以替代 Si IGBT,從而將開關損耗降低高達 70% 至 80%,具體取決于轉換器和電壓和電流水平。IGBT 相關的較高損耗可能成為一個重要的考慮因素。熱管理會增加使用 IGBT 的成本,而其較慢的開關速度會增加電容器和電感器等無源元件的成本。從整體系統成本來看SiC MOSFET加速替代IGBT已經成為各類新的電力電子設計中的主流趨勢。SiC MOSFET 更耐熱失控。碳化硅導熱性更強,可實現更好的設備級散熱和穩定的工作溫度。
 
Si IGBT 的一個顯著缺點是它們極易受到熱失控的影響。當器件溫度不受控制地升高時,就會發生熱失控,導致器件發生故障并最終失效。在高電流、高電壓和高工作條件很常見的電機驅動應用中,例如電動汽車或制造業,熱失控可能是一個重大的設計風險。SiC MOSFET 更適合溫度較高的環境條件空間,例如汽車和工業應用。此外,鑒于其導熱性,SiC MOSFET 可以消除對額外冷卻系統的需求,從而有可能減小整體系統尺寸并降低系統成本。由于 SiC MOSFET 的工作開關頻率比 Si IGBT 高得多,因此它們非常適合需要精確電機控制的應用。高開關頻率在自動化制造中至關重要,其中高精度伺服電機用于工具臂控制、精密焊接和精確物體放置。
 
SiC 功率器件的卓越材料特性使這些器件能夠以更快的開關速度、更低的開關損耗和更薄的有源區運行,從而實現效率更高、開關頻率更高、更節省空間的設計。因此,SiC MOSFET 正成為電源轉換應用中優于傳統硅(IGBT,MOSFET)的首選。
 
 
Changer Tech 傾佳電子有限公司
Sunsanna Yang 楊茜
手機:13266663313(微信同號)
郵箱:sunsanna@changer-tech.com??
 
國產SiC碳化硅MOSFET功率器件可靠性及一致性如何確保?
電力電子系統研發制造商一般需要碳化硅MOSFET功率器件供應商提供可靠性測試報告的原始數據和器件封裝的FT數據。
SiC碳化硅MOSFET可靠性報告原始數據主要來自以下可靠性測試環節的測試前后的數據對比,通過對齊可靠性報告原始數據測試前后漂移量的對比,從而反映器件的可靠性控制標準及真實的可靠性裕量。
FT數據來自碳化硅MOSFET功率器件FT測試(Final Test,也稱為FT)是對已制造完成的碳化硅MOSFET功率器件進行結構及電氣功能確認,以保證碳化硅MOSFET功率器件符合系統的需求。
通過分析碳化硅MOSFET功率器件FT數據的關鍵數據(比如V(BR)DSS,VGS(th),RDS(on),
IDSS)的正態分布,可以定性碳化硅MOSFET功率器件材料及制程的穩定性,這些數據的定性對電力電子系統設計及大批量制造的穩定性也非常關鍵。
 
基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET兩大主要特色:
 
1.出類拔萃的可靠性:相對競品較為充足的設計余量來確保大規模制造時的器件可靠性。
基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET 1200V系列擊穿電壓BV值實測在1700V左右,高于市面主流競品,擊穿電壓BV設計余量可以抵御碳化硅襯底外延材料及晶圓流片制程的擺動,能夠確保大批量制造時的器件可靠性,這是基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET最關鍵的品質. 基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET雪崩耐量裕量相對較高,也增強了在電力電子系統應用中的可靠性。
 
2.可圈可點的器件性能:同規格較小的Crss帶來出色的開關性能。
基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET反向傳輸電容Crss 在市面主流競品中是比較小的,帶來關斷損耗Eoff也是非常出色的,優于部分海外競品,特別適用于LLC應用.
 
Basic™ (BASiC Semiconductor) second generation SiC silicon carbide MOSFET has two main features:
1. Outstanding reliability: Compared with competing products, there is sufficient design margin to ensure device reliability during mass manufacturing.
The breakdown voltage BV value of BASiC Semiconductor's second-generation SiC silicon carbide MOSFET 1200V series is measured to be around 1700V, which is higher than mainstream competing products on the market. The breakdown voltage BV design margin can withstand silicon carbide substrate epitaxial materials and wafers. The swing of the tape-out process can ensure device reliability during mass manufacturing, which is the most critical quality of BASiC Semiconductor’s second-generation SiC silicon carbide MOSFET. BASiC Semiconductor’s second-generation SiC silicon carbide MOSFET The relatively high avalanche tolerance margin also enhances reliability in power electronic system applications.
2. Remarkable device performance: Smaller Crss with the same specifications brings excellent switching performance.
BASiC Semiconductor's second-generation SiC silicon carbide MOSFET reverse transmission capacitor Crss is relatively small among mainstream competing products on the market, and its turn-off loss Eoff is also very good among mainstream products on the market, better than some overseas competing products. , especially suitable for LLC applications, typical applications such as charging pile power module downstream DC-DC applications.
 
Ciss:輸入電容(Ciss=Cgd+Cgs) ⇒柵極-漏極和柵極-源極電容之和:它影響延遲時間;Ciss越大,延遲時間越長。基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET 優于主流競品。
Crss:反向傳輸電容(Crss=Cgd) ⇒柵極-漏極電容:Crss越小,漏極電流上升特性越好,這有利于MOSFET的損耗,在開關過程中對切換時間起決定作用,高速驅動需要低Crss。
Coss:輸出電容(Coss=Cgd+Cds)⇒柵極-漏極和漏極-源極電容之和:它影響關斷特性和輕載時的損耗。如果Coss較大,關斷dv/dt減小,這有利于噪聲。但輕載時的損耗增加。
 
傾佳電子(Changer Tech)致力于國產碳化硅(SiC)MOSFET功率器件在電力電子市場的推廣!Changer Tech-Authorized Distributor of BASiC Semiconductor which committed to the promotion of BASiC™ silicon carbide (SiC) MOSFET power devices in the power electronics market!
 
 
傾佳電子(Changer Tech)專業分銷的基本™第二代碳化硅SiC MOSFET主要有B2M160120H,B2M160120Z,B2M160120R,B2M080120H,B2M080120Z,B2M080120R,B2M018120H,B2M018120Z,B2M020120Y,B2M065120H,B2M065120Z,B2M065120R,B2M040120H,B2M040120Z,B2M040120R,B2M032120Y,B2M030120Z,B2M030120H,BM030120R,B2M650170H, B2M650170R,B2M009120Y。適用大功率電力電子裝置的SiC MOSFET模塊,半橋SiC MOSFET模塊,ANPC三電平碳化硅MOSFET模塊,T型三電平模塊,MPPT BOOST SiC MOSFET模塊。
B2M032120Y國產替代英飛凌IMZA120R030M1H,安森美NTH4L030N120M3S以及C3M0032120K。
B2M040120Z國產替代英飛凌IMZA120R040M1H,安森美NTH4L040N120M3S,NTH4L040N120SC1以及C3M0040120K,意法SCT040W120G3-4AG。
B2M020120Y國產替代英飛凌IMZA120R020M1H,安森美NTH4L020N120SC1,NTH4L022N120M3S以及C3M0021120K,意法SCT015W120G3-4AG。
B2M065120H國產代替安森美NTHL070N120M3S。
B2M065120Z國產代替英飛凌IMZ120R060M1H,安森美NVH4L070N120M3S,C3M0075120K-A,意法SCT070W120G3-4AG。
B2M160120Z國產代替英飛凌AIMZHN120R160M1T,AIMZH120R160M1T
B2M080120Z國產代替英飛凌AIMZHN120R080M1T,AIMZH120R080M1T
B2M080120R國產代替英飛凌IMBG120R078M2H
B2M040120Z國產替代英飛凌AIMZHN120R040M1T,AIMZH120R040M1T
B2M040120R國產替代英飛凌IMBG120R040M2H
B2M018120R國產替代英飛凌IMBG120R022M2H
B2M018120Z國產替代英飛凌AIMZH120R020M1T,AIMZH120R020M1T
B2M065120Z國產替代英飛凌AIMZHN120R060M1T,AIMZH120R060M1T
 
 
 
基本™B2M第二代碳化硅MOSFET器件主要特色:
• 比導通電阻降低40%左右
• Qg降低了60%左右
• 開關損耗降低了約30%
• 降低Coss參數,更適合軟開關
• 降低Crss,及提高Ciss/Crss比值,降低器件在串擾行為下誤導通風險
• 最大工作結溫175℃• HTRB、 HTGB+、 HTGB-可靠性按結溫Tj=175℃通過測試
• 優化柵氧工藝,提高可靠性
• 高可靠性鈍化工藝
• 優化終端環設計,降低高溫漏電流
• AEC-Q101
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