ROHM：率先量產溝槽型SiC-MOSFET，看好太陽能、工業等領域前景

　　ROHM近日于世界率先開發出采用溝槽結構的SiC-MOSFET，并已建立起了完備的量產體制。與已經在量產中的平面型SiC-MOSFET相比，同一芯片尺寸的導通電阻可降低50%，這將大幅降低太陽能發電用功率調節器和工業設備用電源、工業用逆變器等所有相關設備的功率損耗。

　　另外，此次開發的SiC-MOSFET計劃將推出功率模塊及分立封裝產品，目前已建立起了完備的功率模塊產品的量產體制。前期工序的生產基地為ROHM Apollo Co., Ltd.(日本福岡縣)，后期工序的生產基地為ROHM總部工廠(日本京都市)。今后計劃還將逐步擴充產品陣容。

　　此次的新產品有“全SiC”功率模塊和分立產品兩類。其中分立產品中，ROHM將依次展開額定電壓650V、1200V各3款產品的開發。額定電流將繼續開發118A(650V)、95A(1200V)的產品。

　　另外，ROHM半導體(深圳)有限公司分立元器件部 高級經理 水原德健解析了新產品的特點，并展望了SiC的趨勢。

雙溝槽的優勢

　　單溝槽結構如圖1左側所示，瓶頸之一就是單溝槽的門極底部電場過于集中，而雙溝槽結構可緩和電場集中的問題(圖1右側)，因此可以確保元器件的長期可靠性，實現量產化。

　　關于雙溝槽的技術難度，受耐性是一個重要指標。至于溝槽的精密化方面，SiC和硅的原理是一樣的，例如挖溝槽，希望挖得更細，間距希望做得更緊。因為SiC和硅相比，SiC的硬度會更大，因此挖槽時候會更難。

導通電阻降低50%的意義

　　ROHM跟一些大學共同研究后認為：“一兩個百分點的提高是可能的”。對于最終產品，提高一個百分點已經是很大的效率提高了。以太陽能發電為例，家用主要是2000W、4000W、6000W，例如4000W，一個百分點就是40W，即40度電/小時，如果銷售出去，收益還是很可觀的。

導通電阻減小的方法

　　新一代產品的導通電阻會增加40 mΩ、22mΩ，之所以能夠實現小的導通電阻，主要是把芯片尺寸變大。因此，這也就解釋了在相同工藝下，22 mΩ產品比40 mΩ產品貴一些。但對于整個產品來說，總的趨勢是做得越來越小。比如同樣是40 mΩ，原有第二代和現在的第三代相比，第三代會變小。

SiC的技術市場

　　SiC的突出優勢是高效，但目前的發展瓶頸主要是價格，是同類Si產品的5、6倍左右的價格。一些專業人士認為，如果SiC的價格是硅的2、3倍，應該會有很大的市場。因此SiC目前主要定位于取代一些對價格不太敏感、要求高效率的應用，例如電動汽車等。

　　關于SiC市場，根據市場調查公司的數據，去年SiC大約有1.2億美元左右的市場體量。到2020年以后，即EV(電動汽車)大規模推出時，市場可能會有放大式的發展。相比之下，去年硅功率器件(含IGBT)大約是100億美元市場。ROHM SiC在全球位居第三，占有率約為20%。

　　在成本下降走勢方面，2010年左右SiC肖特基開始在一些廠家應用，到去年為止，相同特性的產品價格大約已下降了一半。因此從2010年到現在大約用了四五年時間，價格下降了一半。未來四五年能否繼續降低一半?以現在的生產技術來看，應該是降價速度比原來要慢一些，但如果有一個特殊的新技術出現，可能價格會下降得快一些。

　　為何碳化硅器件(SiC)的成本居高不下?原因之一是原材料和現在的生成技術所限。

　　在應用方面，SiC應用很方便，例如SiC肖特基可以直接替換FRD。但是SiC模組取代IGBT模組，SiC MOSFET取代IGBT，因為它們前端驅動有些不一樣，因此驅動要有所改變，例如電感、電容要改動。一些大企業自己會去做這種改動，ROHM也會為一些廠家提供參考電路。