国产SiC MOS又添新军，森国科多项性能媲美国际大厂

时间： 2023-11-03 来源：森国科公众号

技术问答

近日，森国科亮相“2023功率与光电半导体器件设计及集成应用论坛”，重点介绍了新一代1200V SiC MOSFET与模块新品。

据了解，这些SiC MOSFET新产品在Rds（on）等多项参数上，均优于多家国际大厂，并且采用15V栅极驱动，易用性大幅提升，目前这些产品已经通过了多家下游厂商的测试，并批量出货中。

1200V SiC MOS亮相，多项性能媲美国际大厂

活动上，森国科重点介绍了新一代1200V SiC MOSFET系列产品。

据介绍，他们的新一代产品是基于6英寸晶圆平台进行开发，主要有4款新产品（K3M040120-R、K3M040120-R4、K3M080120-R以及K3M080120-R4），导通电阻有80mΩ和40mΩ可选，封装方式有TO-247-3L、TO-247-4L，工作结温高达175℃。

表 1

森国科在2021年就投入SiC MOSFET的研发，采用了最新的第三代平面栅SiC MOSFET芯片技术，相比上一代产品，这次新产品在比导通电阻、开关损耗以及可靠性等方面表现更为出色，完美满足大功率充电模块、光伏逆变器以及大功率储能等中高压系统的需求。

森国科表示，他们的1200V SiC MOSFET具有更好的BV & Rdson trade off，在降低Rds（on）方面做了很多工作。

相对而言，平面栅SiC MOSFET工艺相对简单，可靠性更高，然而受沟道电阻和JFET电阻影响Rds（on）较大。在SiC MOSFET的通态损耗中，Rds（on）占比约达42.5%，尤其是在高频工作频率下，Rds（on）是SiC MOSFET性能好坏的关键因素，直接决定芯片的开关效率，进而影响系统效率。

为了降低SiC MOSFET的Rds（on），缩小元胞尺寸，森国科主要采用3种领先技术，包括：通过沟道自对准工艺，缩短沟道长度，降低沟道电阻；优化芯片工艺制程、优化欧姆接触工艺来降低Rds（on）；通过超薄晶圆技术降低衬底厚度，降低Rds（on），并且提升浪涌能力。

数据对比显示，森国科1200V/80mΩ SiC MOSFET的Rds（on）典型值为72mΩ，IDSS和IGSS等参数也远低于其他国际大厂，达到国际一流水平。

表 2 森国科第三代SiC MOSFET与国际大厂的对比

此外，在可靠性方面，森国科SiC MOSFET严格按照工业级和车规级的可靠性测试要求进行，顺利通过了1000小时的可靠性测试。

同时，森国科SiC MOSFET在易用性方面也进行了优化，可以在更大的栅极驱动电压范围内工作，能够满足工程师对15V栅极驱动的设计需求。

相较于其他的20V栅压SiC MOSFET产品，15V的产品具有更好的兼容性，能够更好地兼容硅基IGBT驱动电路，而且也有利于采用国产15V驱动芯片，扩大驱动器件的选择面，有助于降低系统成本。

新款SiC MOSFET模块，简单、易用、更高效

此外，森国科还重点介绍了新的SiC MOSFET模块。

为了更好地满足客户需求，在上一代原有封装产品的基础上，森国科新增了3款碳化硅模块（KC006F12W2M1、KC011F12W1M1以及KC017Z12J1M1），其导通电阻分别为6mΩ、11mΩ、17mΩ，工作结温高达175℃。

并且新的碳化硅模块采用了典型的Easy 1B、Easy 2B以及SOT-227封装，可在简单易用的封装内实现效率最佳化，有助于工程师开发出更小更紧凑的外形尺寸、扩展性更好的电源系统，并向最终用户提供经济实惠、高功率密度的解决方案。

图 2

Easy1B/2B封装通过改善引脚位置，可确保短且无干扰的换流回路，以减少模块杂散电感，也提高了芯片的热传导性能。SOT-227介于单管和模块之间，是功率半导体开发方向之一，优势包括小体积、设计灵活度等，在应用于空间要求高或结构布局特殊的拓扑时特别有优势。

表 3

2大工厂、4大优势：森国科获300+客户青睐

凭借在碳化硅功率器件领域的积累，同时秉承着“做最合适的功率器件”的理念，森国科已经在碳化硅行业脱颖而出。截止到目前，森国科合作的客户超过300多家，碳化硅产品已经广泛应用于新能源汽车、光伏逆变器、储能逆变器、矿机电源、通信设备电源、5G微基站电源、服务器电源、工业电源、快充电源、轨道交通电源、充电桩电源模块等多个领域。

前段时间，森国科实现了半年新增百余家客户的成绩，这主要得益于他们在多个方面的不懈努力和默默耕耘。

首先，森国科专注碳化硅精品研发。据介绍，他们团队一直以来遵循研发创新的长期主义，以拙劲钻研产品和技术，突破关键技术后，就能迅速将产品系列化。而且他们也非常注重研发投入。据透露，森国科的研发人员占比超过70%，研究生以上学历占比50%。

其次，充足的产能供应能力。在代工流片上，森国科已与国内外多家著名的FAB厂达成紧密的合作关系，例如X-FAB 6吋线和积塔半导体6吋线，这些合作FAB厂在碳化硅晶圆制造领域拥有丰富的经验，工艺稳定，代工的器件良率较高，可以给客户提供更好的产能和品质保障。

图 2 森国科SiC全球布局代工厂

第三，森国科还建立了完善且严格的质量管理体系。

森国科致力于为客户提供最可靠的碳化硅MOSFET、模块产品，他们在碳化硅芯片的生产过程中实施了严格的质量控制措施。失效分析、可靠性验证等环节贯穿整个生产过程；在产品验证环节，确保通过GMW3172/VW8000等认证测试，获得车厂等客户的认可。

此外，在提升产品可靠性方面，森国科还加强了实验室的建设，在内部实验室就可以参照JEDEC标准完成所有的测试验证，包括双85的测试验证。

图 3 森国科SiC完善的品控流程

再者，森国科还建立了快速的市场响应及服务机制。

森国科在继续深耕国产SiC市场的过程中，不仅专注为客户提供多样化的优质产品，还始终致力于推行以客户为中心的营销服务体系，通过打造“产品+服务”的模式，快速响应市场及客户需求。

森国科在技术开发、生产制造、质量管控以及客户服务环节都建立了客户反馈响应机制，目标是持续关注客户核心诉求，为客户打造“最合适的功率器件”。

图 4 森国科快速的市场响应及服务

接下来，森国科会致力于将SiC MOSFET的系列化，包括650V系列、1200V系列、1700V系列，并针对客户需求推出更多的碳化硅模块产品。未来，森国科也将持续加强自主创新，加速产品迭代升级，开发更多符合市场需求的产品，为客户提供更优质的产品与服务。

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选型指南 - HI-SEMICON - 2022/11/18 PDF 中文下载

【方案】30~80kW组串式光伏逆变器优选器件方案

描述- 该方案针对30~80kW的组串式光伏逆变器，采用多路BOOST升压电路，减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大程度增加发电量。逆变侧采用T型三电平拓扑，开关频率支持16kHz（最佳频率点），效率最高可达98.54%。辅助电源采用1700V耐压SiC MOSFET，单端反激电源可直接应用在1000V母线系统。同时，在BOOST升压电路和逆变电路中均采用IGBT模块设计，集成度更高。

型号- MKS4J022202D00MSSD,10-FZ12NMA080NS03-M260F,0505025.MX52LEP,TFLEX HD300,BGM111,C2M1000170D,EFR32MG13P732F512GM48-C,RBN75H125S1GP4-A0,10-FY12NMA160SH01-M820F18,KT05,PS9402,SGM6022,MLX91208,28R1101-000,28R0610-000,30-FT12NMA160SH-M669F28,PS9031,LSIC2SD120E30CC,30-FT12NMA200SH-M660F08,LXXXX 15.00/05/90 4.5SN GR,28R1476-100,92ML,LX 15.00/05/90 4.5SN GR BX,MKS4J033305D00KSSD,TPCM780,RC12-6-01LS,SMBJ18CA,28R1953-000,PS9531L3,SI86XX,28B0141-000,WDU50N,SGM6032,WGM110,R5F56514FDLJ,C4D30120D,WDU70N,RBN40H125S1GPQ-A0,C2M0080120D,V23990-P629-L43,SGM2019,LSIC1MO120E0080,SID11X2K,SI8261BCD-C-IS

优选器件方案 - WEIDMUELLER,LITTELFUSE,LAIRD,SILICON LABS,WIMA,RENESAS,VINCOTECH,STANDEX-MEDER,II-VI MARLOW,WOLFSPEED,PI,ROGERS,MELEXIS,SGMICRO - V2.1 PDF 中文下载

【元件】瑞之辰推出首款SiC MOSFET PIM模块，可替代硅基IGBT芯片的模块，系统损耗降低三分之一

又有一家国内企业在车规级SiC技术的研发和应用方面实现了新的突破。深圳市瑞之辰科技有限公司推出了首款基于SiC MOSFET技术的PIM模块，实现了对硅基IGBT芯片的模块替代，在系统损耗方面降低了三分之一。与此同时，这款产品在技术上突破传统PIM模块灌封封装模式，模块体积减少约57％，而且使用了瑞之辰自主研发的10项工艺创新，模块可靠性得到大幅提升，非常适用于新能源汽车、充电桩、储能等新兴领域。

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爱仕特（AST）SiC碳化硅芯片及模块选型指南

目录- 公司简介和芯片/模块产品规则芯片模块参数含义和芯片/模块产品可靠性要求介绍

型号- ASC20N650MT3,ASC100N1200MD10,ASC700N1200,ASC800N1200,ASC12N650MT3,ASC100N1700MT3,ASC100N900MT3,ASC100N900MT4,ASC10N1200MT3,ASC5N1700MT3,ASC1000N900,ASC60N650MD8,ASC30N1200MT3,ASC30N1200MT4,ASC100N650MT3,ASC100N650MT4,ASC18N1200MT3,ASC60N1200MT4,ASC60N1200MT3,ASC20N3300MT4,ASC60N650MT3,ASC60N900MT4,ASC60N650MT4,ASC60N900MT3,ASC600N1200,ASC-60-N-650-M-T-4,ASC100N1200,ASC300N1200,ASC60N1200MD8,ASC100N1200MT3,ASC100N1200MT4,ASC8N650MT3,ASC5N1200MT3,ASC1000N1200

选型指南 - 爱仕特 - 2021/11/26 PDF 中文下载

【应用】基于T型三电平模块的高效率光伏逆变器解决方案

Vincotech推出了一系列的T型三电平模块，其结构紧凑，将多个分立器件集成到一个模块中，减少了功率器件之间连线的寄生阻抗。

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【元件】瞻芯电子推出2000V SiC MOSFET和SBD，助力高压光伏逆变器系统

为满足光伏、储能和电网等领域对更高耐压等级功率器件需要，瞻芯电子开发2000V碳化硅（SiC）MOSFET和SBD工艺平台。首批2款产品通过严格可靠性认证，并正式推向市场。目前已有客户导入新产品测试，进入整机验证阶段。

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【IC】爱仕特新款高可靠汽车级碳化硅功率模块DCS12，封装一次铸造成型，为高速发展的新能源汽车注入动力

深圳爱仕特科技有限公司推出新款汽车级碳化硅功率模块DCS12，旨在缩小半导体器件使用尺寸的同时，提高逆变器功率密度、可靠性、耐用性以及寿命周期，给高速发展的新能源汽车注入动力。

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型号- NCD30S40TTD,NC1M120C12HT,NC1M120C12W,NC1D120C10AT,NCD30S20TTD,NC1D120C20KT,NC1D120C30KT,NC1M120C40HT,NC1M120C75HT

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1700V SiC MOSFET在大功率能源及工业领域的应用

1700V SiC MOSFET的低开关损耗可提高开关频率，且每个单元的总体尺寸大幅减小。同时，1700V的高阻断电压还可减少达到相同直流电压所需的单元数。在以上种种简化和优化后，终端应用的系统可靠性大大提升，而更少的有源开关和栅极驱动器也降低了整体成本。SMC桑德斯微电子根据客户的需求设计和生产半导体及相关产品。

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数明半导体（Sillumin）光伏逆变器用芯片产品选型指南

描述- 光伏逆变器是将光伏组件产生的直流电转换成交流电的设备。按照是否与电网并网分为并网逆变器和离网逆变器。并网逆变器又可以分为集中式逆变器、集散式逆变器、组串式逆变器、微型逆变器等。带有储能功能的并网逆变器又称储能逆变器。离网逆变器一般都具有储能功能。光伏逆变器的前一级是光伏组件，一般由多个光伏组件串并构成，后一级是电网。光伏逆变器一般包含MPPT模块、DC/AC逆变模块、双向DC-DC储能模块等。模块间需要实现可靠通信及安规隔离等功能，而且每个模块都需要满足10-25年的使用寿命。这对系统的设计与关键器件的性能提出严苛的要求。

型号- SILM59XX 系列,SILM5350RABCA-DG,SILM5142SCM-DG,SILM8244BBCG-DG,SILM8243ABCP-DG,SLMI335CG-DG,SILM5150SDC-DG,SILM5350SDBCA-DG,SILM8243GBCP-DG,SILM5350PABCA-DG,SILM5350HABCA-DG,SILM8244DBCP-DG,SLMI8230DDCG-DG,SILM5206E25-DG,SILM58XX系列,SLMI8232DDCG-DG,SLMI332HCG-DG,SILM5350FABCA-DG,SILM5350RGBCA-DG,SILM5350PGBCA-DG,SILM5721CM-DG,SILM5768LCG-DG,SLMI8231BDCG-DG,SILM5722FCA-DG,SILM5206,SLMI8233BDCG-DG,SLMI8235BDCG-DG,SILM5767FCG-DG,SILM5761FCG-DG,SLMI823X系列,SILM5766CG-DG,SILM5350HGBCA-DG,SLM27211EL-7G,SLM2186,SILM5741FCG-DG,SILM8244GBCG-DG,SLM27212,SILM824X,SLM27211,SILM5762CG-DG,SIL M5762FCG-DG,SLMI8233HBDCG-DG,SILM5721FCA-DG,SLMI350DB-DG,SILM5740CG-DG,SILM576X系列,SLMI8233HDDCP-DG,SILM5350系列,SILM5852SHCG-DG,SILM5206M05-DG,SILM5742FCG-DG,SILM8245BBCP-DG,SLMI333CG-DG,SILM8244BBCL-DG,SILM27624,SILM5731CG-DG,SILM5350MBDCM-DG,SILM5350PBBCA-DG,SLM343CK-DG,SLM340CK-DG,SILM5350PGDCM-DG,SILM5350MDBCA-DG,SILM576X,SILM57XX,SILM8245DBCG-DG,SILM5150SCG-DG,SILM5350HBBCA-DG,SILM5766FCG-DG,SILM27624MGB-DG,SILM5350PADCM-DG,SLMI8235HDDCG-DG,SILM5350HADCM-DG,SLMI331HCG-DG,SLMI34X,SILM574X系列,SILLM5764FCG-DG,SILM5350FGDCM-DG,SILM8245ABCL-DG,SLMI333HCG-DG,SILM5992SHCG-DG,SILM8243ABCL-DG,SILM5742CG-DG,SILM8244DBCL-DG,SILM27212EK-DG,SILM5722FCM-DG,SILM8245DBCL-DG,SILM8244GBCL-DG,SILM5730FCG-DG,SILM5350RBDCM-DG,SLM27524,SILM5741CG-DG,SILM5350SGDCM-DG,SILM5764CG-DG,SILM5150S,SILM5760CG-DG,SILM5350MADCM-DG,SLMI8234HBDCP-DG,SILM8244DBCG-DG,SILM5350SBBCA-DG,SLM345CK-DG,SILM5769LCG-DG,SILM5350,SILM5142SCG-DG,SLMI8235HBDCG-DG,SILM8243BBCP-DG,SLMI335HCG-DG,SILM5720FCM-DG,SILM8245BBCL-DG,SLMI350,SLMI8235HDDCP-DG,SLMI8233DDCG-DG,SILM5144SCA-DG,SLMI33X,SLMI334CG-DG,SILM8245ABCG-DG,SILM5761CG-DG,SLM34X系列,SILM5767CG-DG,SLMI8233HDDCG-DG,SILM5721FCM-DG,SILM5722CM-DG,SLMI334HCG-DG,SILM5350MGBCA-DG,SILM5350FBBCA-DG,SLM27524CA-DG,SILM5202CM-DG,SILM5350RADCM-DG,SILM5350SABCA-DG,SILM8243BBCG-DG,SILM824X系列,SILM5206E05-DG,SILM5765CG-DG,SLMI8234HDDCP-DG,SILM5206系列,SLMI8234HBDCG-DG,SILM8244ABCP-DG,SLMI8235HBDCP-DG,SILM5350RDBCA-DG,SILM8244GBCP-DG,SILM27212系列,SILM8243DBCP-DG,SILM5350MABCA-DG,SILM27624HGB-DG,SILM573X系列,SILM52XX,SILM5350HDBCA-DG,SILM5350PDBCA-DG,SILM5350FDBCA-DG,SILM5851NHCG-DG,SILM5142S,SILM5211CM-DG,SILM8245BBCG-DG,SILM5206M25-DG,SILM27624HCA-DG,SILM5763CG-DG,SLMI332CG-DG,SLM27524GB-DG,SLM34X,SILM8243BBCL-DG,SILM5150,SLMI8235DDCG-DG,SILM5350HBDCM-DG,SILM5720CM-DG,SILM5765FCG-DG,SILM5350SGBCA-DG,SLMI8231DDCG-DG,SLM346CK-DG,SILM5350RDDCM-DG,SILM8243ABCG-DG,SLMI8230BDCG-DG,SILM5722CA-DG,SLMI8234BDCG-DG,SILM5350FDDCM-DG,SILM27212,SLM27211EK-DG,SILM5731FCG-DG,SILM8243GBCG-DG,SLM27211系列,SILM5350HGDCM-DG,SILM5991SHCG-DG,SLMI330CG-DG,SILM5768LNCG-DG,SILM5769LNCG-DG,SILM27624LCA-DG,SILM8244ABCL-DG,SILM5350MGDCM-DG,SILM5200CM-DG,SILM8243DBCL-DG,SILM5740FCG-DG,SILM8245GBCL-DG,SLM27211CA-DG,SILM5760FCG-DG,SILM5720FCA-DG,SILM5730CG-DG,SILM8244ABCG-DG,SILM27624LGB-DG,SILM5350MDDCM-DG,SILM8243GBCL-DG,SILM52XX系列,SILM5350PBDCM-DG,SLMI330HCG-DG,SILM574X,SILM58XX,SLMI33X系列,SILM5932SHOCG-DG,SILM5350SDDCM-DG,SLMI8234HDDCG-DG,SLM341CK-DG,SILM5721CA-DG,SILM5350MBBCA-DG,SILM5150SCM-DG,SILM5350SADCM-DG,SILM8245GBCG-DG,SILM572X系列,SILM5350FGBCA-DG,SILM573X,SILM8244BBCP-DG,SILM5720CA-DG,SLMI823X,SILM5350FBDCM-DG,SLMI8234DDCG-DG,SILM5350FADCM-DG,SILM27624MCA-DG,SILM5350RBBCA-DG,SILM5350SBDCM-DG,SILM5350RGDCM-DG,SILM572X,SILM5350HDDCM-DG,SILM5763FCG-DG,SILM5350PDDCM-DG,SILM5144S,SILM59XX,SLMI8232BDCG-DG,SLMI8233HBDCP-DG,SILM8243DBCG-DG,SLMI331CG-DG,SLM27211CB-DG

选型指南 - 数明半导体 - 2023/7/21 PDF 中文下载

【元件】展会直击 | 2.5nH超低电感，爱仕特全新LPD碳化硅模块惊艳亮相PCIM

2024年8月28日，亚洲电力电子行业盛典——PCIM Asia 2024在深圳国际会展中心如期召开，爱仕特在展会现场发布新一代超低电感LPD系列碳化硅功率模块。该模块采用创新封装和三相全桥设计，内置1200V碳化硅MOSFET和热敏电阻，杂散电感低至2.5nH，工作安全稳定。工作电源电压可达900V-1000V，工作频率可达30kHz，输出功率可达300kW。

产品发布时间 : 2024-08-29