SiC MOSFET批量上车，国内厂商正迎新能源发展机遇
功率模块是决定新能源汽车性能和整车能源效率的关键因素，在新能源汽车成本占比中居高位，当前功率模块的主流是硅基IGBT。新能源汽车的大功率、高电压、轻量化、高效率需求呼唤着性能更高的功率器件。业界普遍将第三代半导体材料的优秀代表——碳化硅（SiC）视为替代IGBT的理想方案。
SiC特点优势：
SiC功率器件具有高效率、高转换频率、耐高温、散热能力强、高击穿电压等特质，在推动新能源汽车轻量化、提升续航里程、缩短充电时间、降低整体成本方面起着重要作用。比如SiC MOSFET相较于传统的硅基IGBT，不仅体积缩小了50%，效率还提升了2%，器件的使用寿命得到延长。
SiC面临挑战：
首先，SiC的缺陷类型有很多种，比如微管、三角形缺陷、胡萝卜缺陷以及一些小的坑洼等等，从成本的控制和良率的角度来说，有些缺陷工业级可以容忍，但车规绝不容忍。对此，一方面可以将不符合车规的芯片挑出去做工业级的产品，至于一些致命缺陷，可以提前把这些缺陷筛选出来。另一方面，可以给材料厂提要求优化产品，在这方面，派恩杰会帮助衬底厂商找到一个折衷的平衡点。
在原材料方面，全球SiC原材料供应商能够做到稳定供货的只有少数几家，与IGBT相比，SiC产业链还比较脆弱，这导致行业供给端在需求快速爆发的时候很难适应，这也是目前整个SiC缺货的趋势难以缓解的一大因素。同时，衬底的缺陷还会导致SiC整个良率失效模式，据悉，派恩杰的良率处于业内平均偏上的范围，综合来看在80%-90%，不同型号会有所不同。
SiC材料成本居高不下也是其未能普及开来的一大制约因素。像一张Si-MOSFET晶圆的成本约500块钱人民币，而一张SiC MOSFET晶圆需要大概3万块钱人民币，预算一个PN（part number）200片的SiC晶圆，研发投入就至少在600万人民币以上。如果要开发几十款料号的话，成本还将巨额上升。
成本之外，迭代速度是关键的一环。SiC加工难度大，大多工厂不具备加工条件，会极大限制研发迭代的速度，这也是目前很多SiC公司很难推出成熟产品一个重要原因。派恩杰与有30年车规的提供150mm SiC工艺的X-FAB Silicon Foundries（“X-FAB”）建立着长期战略合作关系，生产制造高品质、高性能，并且能快速上市的器件。据了解，过去三年派恩杰累计出货1千万，未来三年预计将超过8千万。
相比于原材料，fab代工的工艺没有那么“瓶颈”，但在fab端也还是有一些know how的问题，在确保跟国内fab厂可以深度合作的情况下，派恩杰也会把自身的一些know how交出来，帮助fab厂快速实现量产。
总的来说，目前SiC这个细分行业还比较新，很多仿真软件不会专门为SiC投入太多资源，所以导致这方面模型是缺失的，包括很多商用软件在仿真SiC时给出的预测非常不准确。这给设计者带来了很大的难度，很可能流片出来后跟原本的设计完全不一样。黄兴博士指出，这需要设计者从最底层的物理模型上对SiC材料进行校准，例如电子迁移率、雪崩击穿模型、热学仿真模型，以及一些工艺栅氧生长、栅氧界面钛的缺陷模型，需要设计者通过不断的实验迭代，然后完善。黄兴博士自2009年在北卡州立大学做研究以来，一直在行业中积累，包括跟业内科学家合作，提取出一个模型，该模型可以相对准确地匹配仿真和实验结果。“这样就极大地缩短了派恩杰SiC设计开发的时间。”
据悉，派恩杰的SiC MOSFET产品在新能源汽车OBC应用验证已经取得了重大突破，获得了新能源汽车龙头企业数千万订单，并已开始供货。派恩杰之所以能迅速反应市场需求源自于其公司独特的全球战略布局，早在2018年也就是派恩杰成立之初就紧锣密鼓地按照车规级标准研发设计SiC功率器件， 与X-FAB合作打造高标准的产品品质，帮助派恩杰在全球半导体行业缺货的大背景下紧抓发展机遇，率先顺利“上车”。
2019年3月，派恩杰成立仅6个月即发布了第一款可兼容驱动650V GaN功率器件。同年8月完成Gen3技术的1200V SiC MOSFET，填补了国内空白。2020年先后发布用于5G数据中心、服务器与工业辅助电源的650V、1700V工业级MOSFET以及用于车载充电机的650V车规级MOSFET。2021年2月发布1200V大电流车规级MOSFET，应用于电动汽车电驱单管及模块。
黄兴博士介绍，截至目前，派恩杰已经发布了50余款650V/1200V/1700V SiC SBD、SiC MOSFET、GaN HEMT功率器件产品。目前主要在汽车OBC上面进行应用的是单管1200V的SiC MOSFET和650VSiC MOSFET，针对客户的系统电压平台，800V的系统采用1200V耐压器件，400V的系统采用650V耐压器件。
黄兴博士认为，相比于OBC，SiC在电驱市场的需求虽大，但放量不会那么快，“国产的SiC MOSFET要上电驱的话，必须得过可靠性和产能这两个难关。” 黄兴博士指出，从国内整个产业链的优势和特点来说，国产供应链上车的路径可能还是要先解决量的问题，至少工业级上先保证国产供应链产能，慢慢再提升可靠性和技术的要求。上量非常有赖于国内SiC、衬底材料厂商的发展速度，随着上下游不断的迭代，估计两三年内可以逐步实现。
拟建车用SiC模块封装产线
黄兴博士指出，SiC上车目前核心的、在国内比较缺失的就是SiC功率模块。从SiC自身高频高速、低功耗的特性来说，已不太适合使用以前传统的一些功率模块，现在市面上量产比较成功的模块，还是像特斯拉的T pack，以及大众批量应用的板桥模块的形式。“鉴于国内这两年SiC功率模块比较欠缺，我们想借助自身芯片方面的先发优势，向模块继续进行技术的延伸和积累。”派恩杰对自家芯片在在工业、汽车方面的应用积累了大量的数据，非常清楚知道自身芯片的优势与特性，所以在整个模块联合设计中，会进行联合芯片上下联动的调校和优化，让模块去适应芯片，“在同一个技术传承的公司里面去做更合适的。” 黄兴博士如是说。在工艺制造端，派恩杰将使用纳米银焊接的技术，还会选择工作高温的封装材料来提高整个SiC的工作结温，同时也可以大大提高模块的可靠性。其次，派恩杰将核心放在联合上下游产业链，从材料的挑选到芯片的筛选，在到整个模块，会建立一整套完整的可靠性数据模型，使得模块符合车规级要求。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由ChangeArmy转载自汽车电子应用网，原文标题为:SiC MOSFET批量上车 国内厂商正迎新能源发展机遇，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
相关推荐
瞻芯电子荣获SiC行业三大奖项，全面突破新能源汽车主驱、光伏储能、充电桩等众多关键领域市场
2024年12月12日，由行家说主办的“2024碳化硅＆氮化镓产业高峰论坛”于深圳召开。瞻芯电子凭借极具竞争力的碳化硅（SiC）功率器件和驱动解决方案，全面突破新能源汽车主驱、光伏储能、充电桩等众多关键领域市场，取得出色的业绩表现，在颁奖礼上荣获三项大奖：“中国SiC IDM十强企业”、“年度影响力产品奖”、“第三代半导体应用推动突破奖”。
希尔电子整流器件、FRD器件、IGBT器件和SiC SBD/MOSFET四大产品线亮相2024年慕尼黑上海展
2024年7月8-10日的慕尼黑上海电子展已完美落幕。在这场电子行业的盛会中，希尔电子紧扣主题，四大核心产品线闪耀登场——整流器件、FRD器件、IGBT器件和SiC SBD/MOSFET，吸引了行业客户瞩目。
瞻芯电子累计交付SiC MOSFET产品1000万颗以上，产品的长期可靠性得到市场验证
近日，自2020年正式发布第一代碳化硅(SiC) MOSFET产品以来，瞻芯电子累计交付SiC MOSFET产品1000万颗以上，其中包含近400万颗车规级产品应用在新能源汽车市场，标志着产品的长期可靠性得到了市场验证。
SiC模块先进DTS+Cu Bonding工艺，解决车规可靠性最后一块拼图？
半导体技术的进步，特别是碳化硅，产生了具有高功率密度的器件，并允许器件在明显更高的结温度下运行。互连技术在设备和组件的不间断运行中起着重要的作用。以DTS技术和铜线键合的功率模块，可作为新一代基于碳化硅的高功率模块提供有效的技术支持。
【视频】蓉矽高可靠性SiC功率器件在光储充与新能源汽车上的应用
NOVUSEM - 碳化硅MOS,SIC SBD,SIC场效应晶体管,SIC二极管,SIC MOSFET,SI IGBT,SIC MOS,NCD30S40TTD,NC1M120C12HT,NC1M120C12W,NC1D120C10AT,NCD30S20TTD,NC1D120C20KT,NC1D120C30KT,NC1M120C40HT,NC1M120C75HT,光储能系统,电气,OBC,汽车,仪表,充电桩,充电桩模块,新能源汽车,直流充电,光伏逆变器,光伏,储能
派恩杰（PN Junction）碳化硅肖特基二极管和碳化硅MOSFET选型指南
派恩杰 - SIC SBD,碳化硅肖特基二极管,SIC场效应晶体管,SIC SBD,碳化硅MOSFET,SIC MOSFET,SIC备用电池,P3D06010I2,P3D06020F2,P3M06120K4,P3D06010E2,P3D06016I2,P3M171K0G7,P3M173K0T3,P3M06120K3,P3D12010T2,P3D12040K2,P3M12080K4,P3D12040K3,P3M12080K3,P3D06002T2,P3M12040K3,P3D06004T2,P3M12040K4,P3D06006T2,P3D06008T2,P3M12025K4,P3M12080G7,P3M171K0K3,P3D06020I2,P4D06010F2,P3D12005E2,P3D06002G2,P3M06060T3,P3D06004G2,P3D06006G2,P3D06008G2,P6D12002E2,P3M06060G7,P3M171K0T3,P3D12030K3,P3D06010T2,P3D12030K2,P3M06060K3,P3D12015K2,P3M06060K4,P3M173K0K3,P3D06010G2,P4D06020F2,P4D06010I2,P3D06016K3,P3D06006F2,P3D06008F2,P6D06004T2,P3D12020K3,P3M06300D8,P3M06300D5,P3D12020G2,P3D12015T2,P3M12160K4,P3D06020T2,P3D12020K2,P3M12160K3,P3D06020P3,P3D12005K2,P3M12017BD,P3D06010F2,P4D06020I2,P3D06002E2,P3D06006I2,P3D06004E2,P3D06008I2,P3D06006E2,P3D06008E2,P3D12010K2,P3M06025K4,P4D06010T2,P3D12010K3,P3M07013BD,P3D12005T2,P3M06040K4,P3M06040K3,P3M12017K4,P3D06020K2,P3D12010G2,P3M17040K3,P3D06020K3,P3M17040K4
瞻芯电子提出新能源汽车恒流预充固态继电器方案，体积大幅降低70%以上，性能优异，成本更低
瞻芯电子提出了一种新颖的高压预充方案，采用恒流控制的buck电路，可将后级母线电容快速充到电池电压。该方案采用碳化硅（SiC）MOSFET和碳化硅（SiC）SBD组成恒流充电回路，整个预充过程电流恒定，既降低了对于功率器件的要求，同时也大大提高了预充速度，而且不需要电阻，即可让后级电容充到母线电压。
中国新能源汽车的几何式发展，倒推SiC碳化硅市场扩张
近年来，中国新能源汽车市场发展迅猛。根据中汽协数据显示，2023年，中国新能源汽车销量达到了949.5万辆，同比增长37.9%。预计2024年，中国新能源汽车销量可能将达到1200-1300万辆，并占据全球新能源汽车总销量的约60%。新能源汽车的迅猛发展，倒推车规级碳化硅SiC功率器件的需求也呈井喷式增长。
选对不选贵丨昕感科技SiC器件选型一览表
昕感科技SiC MOSFET累计出货客户百余家，产品广泛应用于光伏储能、新能源汽车、工业控制等领域。昕感科技是国内为数不多可进行6吋晶圆特色工艺生产的IDM厂商，后续可为客户提供更好的支持与服务。
SiC SBD/MOS供应商芯众享授权世强硬创代理，加速国产化替代
SiC MOSFET实现了更高的开关频率、更低的开关损耗、低导通电阻和小型芯片尺寸确保了较低的电容和栅极电荷，并实现更高阻断电压和雪崩能力。
世强硬创获昕感科技授权代理，SiC MOSFET实现超低导通电阻
昕感科技SiC MOSFET器件新产品（N2M120007PP0）实现业界领先的超低导通电阻1200V/7mΩ，极大减少损耗。
P3D06002E2 SiC SBD 650V SiC肖特基二极管
该资料详细介绍了PNJ公司生产的650V SiC肖特基二极管P3D06002E2的产品特性、电气特性、热特性、典型性能和封装信息。该二极管适用于高频率操作，具有超快速开关、零反向恢复电流和高浪涌电流等特点，适用于消费级SMPS、PFC或DC/DC阶段中的升压二极管和AC/DC转换器。
派恩杰 - SIC SBD,SIC肖特基二极管,SIC SCHOTTKY DIODE,SIC备用电池,P3D06002E2,CONSUMER SMPS,BOOST DIODES,AC/DC CONVERTERS,交直流变换器,升压二极管,消费型SMPS
派恩杰在国内率先推出1200V/20mΩ SiC MOSFET，提升电动汽车性价比
据业内人士统计，使用SiC MOSFET作为主驱逆变器的电动汽车，其整车混合使用效率较传统IGBT高出5-7%！针对未来车用市场的需求，派恩杰在国内率先推出1200V 20mΩ SiC MOSFET，根据封装散热条件不同，额定电流74~105A。
【技术】SiC MOSFET替代Si MOSFET，只有单电源正电压时如何实现负压？
目前SiC MOSFET多为+15/-3V与+20/-5V电压驱动。要在Si MOSFET单电源正压驱动电路中中实现负压电路，可以在驱动回路中增加少量元件产生所需要的负压，如需要+15/-3V的驱动电压，则单电压需要提供+18V即可，具体两种方案可以实现，本文将具体讲解。
P3D060006T2 650V碳化硅SBD
该资料介绍了PNJ半导体公司生产的650V碳化硅肖特基二极管（SiC SBD）P3D06006T2。该器件具有高耐压、快速开关特性，适用于提高系统效率、减少散热器需求和高频操作。
派恩杰 - SIC SBD,SIC肖特基二极管,SIC SCHOTTKY DIODE,SIC备用电池,P3D06006T2,CONSUMER SMPS,BOOST DIODES,AC/DC CONVERTERS,交直流变换器,升压二极管,消费型SMPS
电子商城
现货市场
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论