For noen dager siden diskuterte Mr. Chen Ziying, markedsdirektør for Infineon Industrial Power Control Division, Greater China, og Mr. Cheng Wentao, Infineon Technology Power and Sensing Division, Application Marketing Director i Greater China, verdien av tredjegenerasjons halvledere. teknologi og industriell utvikling i et medieintervju. Dybdetolkning av teknologi og teknologitrender.
I post-Moor-epoken, på den ene siden, driver det menneskelige samfunn forbedring av livskvaliteten med teknologier som Internet of Everything, kunstig intelligens, big data, smarte byer og intelligent transport, og utviklingstakten akselererer. På den annen side har forbedring av globale klimaforhold gjennom lavkarbonliv i økende grad blitt alles konsensus.
For tiden er omtrent en tredjedel av det globale energibehovet etterspørsel etter elektrisitet. Den økende energietterspørselen, den gradvise utmattelsen av fossile brenselressurser og klimaendringene krever at vi finner smartere og mer effektiv energiproduksjon, overføring og distribusjon. , Oppbevaring og bruk.
I hele energikonverteringskjeden kan energisparepotensialet til tredjegenerasjons halvlederteknologi gi et stort bidrag til å nå langsiktige globale energisparingsmål. I tillegg bidrar produkter og løsninger med brede båndgap til å forbedre effektiviteten, øke tettheten, redusere størrelsen, redusere vekten og redusere totalkostnadene. Derfor vil de bli mye brukt i transport, datasentre, smarte bygg, hvitevarer, personlige elektroniske enheter osv. Bidra til energieffektivisering i applikasjonsscenarioene.
For eksempel, ved bruk av kraftelektroniske systemer, er det forventet at høyhastighets kraftenheter med tåler spenninger over 1200V vil dukke opp. Slike enheter er i dag's ikke-SiC MOSFET-er. Silisium MOSFET brukes hovedsakelig i lav- og mediumeffektfeltet under 650V.
I tillegg til høy hastighet, har silisiumkarbid også egenskapene til høy varmeledningsevne, høy nedbrytningsfeltstyrke, høy mettet elektrondrifthastighet, etc., og er spesielt egnet for applikasjoner som krever høy temperatur, høy effekt, høyt trykk, høy frekvens , og tøffe forhold som strålingsmotstand. .
Strømtetthet er et annet viktig aspekt ved enhetsteknologiverdi. Brikkeområdet til SiC MOSFET er mye mindre enn IGBT. For eksempel er størrelsen på 100A/1200V SiC MOSFET omtrent en femtedel av summen av IGBT og frihjulsdiode. Derfor, i applikasjoner med høy effekttetthet og høyhastighets motordrift, kan verdien av SiC MOSFETer reflekteres godt, inkludert 650V SiC MOSFETer.
Når det gjelder høyspenningsmotstand, kan høyspente SiC høyhastighetsenheter over 1200V forbedre systemytelsen og systemets strømtetthet ved å øke systemets byttefrekvens. Her er to eksempler:
· For strømenheten til DC-ladebunken til elektriske kjøretøy, hvis Si MOSFET brukes, må to-trinns LLC-er kobles i serie, og kretsen er komplisert. Hvis SiC MOSFET brukes, kan en enkelt-trinns LLC realiseres, noe som i stor grad øker enenhetseffekten til kraftenheten til ladehaugen.
· For flyback-strømforsyningen i et trefasesystem er 1700V SiC MOSFET også en perfekt løsning. Sammenlignet med 1500V silisium MOSFET kan tapet reduseres med 50 % og effektiviteten økes med 2,5 %.
Når det gjelder pålitelighet og kvalitetssikring, har SiC-enheter to typer: plan port og grøftport. Infineons grøfteport SiC MOSFET kan godt unngå gateoksidpålitelighetsproblemet til den plane porten, og effekttettheten er også høyere.
Det er nettopp på grunn av disse utmerkede egenskapene til SiC MOSFET at den har tilsvarende bruksområder i fotovoltaiske vekselrettere, UPS, ESS, lading av elektriske kjøretøy, brenselceller, motordrift og elektriske kjøretøy.
Men vil silisiumkarbid bli den ultimate løsningen for alle bruksområder?
Som vi alle vet, har IGBT-teknologi, en representant for silisiumbaserte krafthalvledere, møtt noen vanskeligheter med å forbedre ytelsen ytterligere. Omkoblingstapet og reduksjonen av ledningsmetningsspenningsfallet er gjensidig begrenset, og rommet for å redusere tap og forbedre effektiviteten blir mindre og mindre, så industrien har begynt å håpe på at SiC kan bli en forstyrrende teknologi. Dette synet er imidlertid ikke særlig omfattende. For det første går også teknologien til silisiumbaserte IGBT-er representert av Infineon frem. TRENCHSTOP™5 og IGBT7 som bruker mikro-trench-teknologi er nye milepæler. Med utviklingen av emballasjeteknologi øker ytelsen og strømtettheten til IGBT-enheter. Høyere. Samtidig kan produkter utviklet for ulike applikasjoner spesielt optimaliseres for å forbedre ytelsen til silisiumenheter i systemet, og dermed forbedre systemets ytelse og kostnadseffektivitet. Derfor må utviklingsprosessen av tredjegenerasjons halvledere ledsages av silisiumenheter. Samtidig med teknologiutviklingen er det også hensyn til storskala kommersielle verdifaktorer for ulike bruksområder. Det forventes at tredjegenerasjons enheter snart vil bli brukt i alle applikasjoner. Det er urealistisk å erstatte silisiumenheter i scenen.
