安森美: 打造可提供從襯底到模塊的端到端SiC方案供應商

由于 SiC 具有更快的開關速度，因此對于某些拓撲結構，可縮減無源元器件如電感器的尺寸以降低系統尺寸和成本。光伏發電和大規模儲能變得越來越重要，最終將取代所有的污染性能源。由于可再生能源目前僅占全球總發電量的一小部分，因此 SiC 將有長遠的發展路向。隨著電動車采用率的增加，充電樁將大規模部署，另外，SiC 最終還將成為電動車主驅逆變器的首選材料，因為它可減少車輛的整體尺寸和重量，且能效更高，可延長電池使用壽命。

安森美首席碳化硅專家，中國汽車OEM技術負責人 吳桐 博士

安森美 (onsemi) 在收購上游 SiC 供應企業 GTAT 后，實現了產業鏈的垂直整合，是世界上為數不多能提供從襯底到模塊的端到端 SiC 方案供應商，包括 SiC 球生長、襯底、外延、器件制造、同類最佳的集成模塊和分立封裝方案。安森美的 SiC 策略側重于電動車及充電樁、可再生能源等領域，提供 650 V 到 1 200 V SiC MOSFET、650 V 到 1 700 V SiC 二極管、混合 SiC 模塊和全 SiC 模塊。相比于其他廠家，安森美的 SiC 器件雪崩能量更高，損耗更小，因其使用更大尺寸的 die，從而降低 R_dson。

隨著技術的成熟和成本問題的解決，電動車及其車 載充電器和其他車載電源系統對 SiC 的需求將越來越大。由儲存在儲能系統中的太陽能和風能支持的電動車充電基礎設施將由電動車的強勁增長所推動。機器學習、云計算和在線服務需求帶來的數據中心增長，將推動這 些數據中心使用基于 SiC 的更可靠的 UPS。安森美提供高能效、高性能的 SiC 方案，滿足這些不同應用的需求。SiC MOSFET 的優點是高壓器件的導通電阻相對而言比較低，開關速度比較快。高壓小電流的情況下，導通電 阻比較低，從而提升能效，特別適用于電動車逆變器、車載充電 (OBC)、DC-DC 和直流快速充電樁，尤其是在 800 V 系統中，當功率超過 150 KW 以上時，SiC 的優勢特別明顯，整車效率提升，可以使得電動車的里程提升或者是減小電池的容量。減小的電池容量可以抵消由于 SiC 和 Si 功率元件的價差帶來的成本上升。

SiC芯片可以工作在更高的溫度(175 ℃至200 ℃)，結溫超過 175 ℃的 SiC 方案將能在更高的功率密度下工作，從而比其硅基替代方案的性價比更高，有助于使系統設計人員能夠更靈活地選擇滿足應用需求的最高性價比的方案。

氮化鎵 (GaN) 和碳化硅 (SiC) 具有較高的電子遷移率和較高的能帶隙，用它們制成的晶體管具有比硅基晶體管更高的擊穿電壓和更耐受高溫，可以突破硅基器件的應用極限，開關速度更快，導通電阻更低，損耗更小，能效更高。GaN 的開關頻率比 SiC 高得多，而 SiC 的可 靠性高于 GaN。SiC 通常用于更高壓、更高功率的應用，如太陽能逆變器、電動車充電器和工業 AC-DC 等應用。 GaN 通常用于 650 V 以下的高開關頻率應用，如蜂窩基站功率放大器、軍用雷達、衛星發射器和通用射頻放大等無線設備中。

(注：本文轉載自《電子產品世界》2022年7月期)