碳化硅发展势头旺，英飞凌祭出650 V COOlSiC MOSFET

王莹

近期，多家公司发布了碳化硅（SiC）方面的新产品。作为新兴的第三代半导体材料之一，碳化硅具备哪些优势，现在的发展程度如何？

不久前，碳化硅的先驱英飞凌科技公司推出了650 V的CoolSiCTMMOSFET，值此机会，电子产品世界访问了英飞凌电源与传感系统事業部大中华区开关电源应用高级市场经理陈清源先生。

碳化硅与氮化镓、硅材料的关系

碳化硅MOSFET是一种新器件，使一些以前硅材料很难被应用的电源转换结构，例如电流连续模式的图腾柱PFC（cCM mode TotemPole PFC）成为可行，另外由于价格高于同等级的硅器件，所以市场上对其应用经验还需不断积累增加。好消息是碳化硅在使用上的技术门槛并不高，相信假以时日，碳化硅器件会用于服务器、数据中心、通讯系统，具体产品是开关电源、工业电源、太阳能逆变器、UPS（不间断电源），电池化成（formation）电源、充电桩等。

与另一种宽带隙器件氮化镓（GaN）相比，碳化硅器件商用历史更长，因此技术和市场的接受程度都更加广泛。

英飞凌是市场上唯一能够提供涵盖硅、碳化硅和氮化镓等材料的全系列功率产品的制造商。此次新产品的发布意义之一在于：完善了其600 V/650 V细分领域的硅基、碳化硅以及氮化镓功率半导体产品组合。

那么，英飞凌如何平衡三者的关系？

陈清源经理指出，不同的客户因为各自的应用场景和技术储备，而对三种材料的器件有不同程度的使用。硅材料由于技术成熟度最高，以及性价比方面的优势，所以未来依然会是各个功率转换领域的主要器件。而氮化镓器件由于在快速开关性能方面的优势，会在追求高效和高功率密度的场合，例如数据中心、服务器等，有较快的增长。在三种材料中，碳化硅的温度稳定性和可靠性都被市场验证，所以在对可靠性要求更高的领域，例如汽车和太阳能逆变器等，可看到较快的增长。

650 V COOISiC^TMMOSFET的特点及工艺

英飞凌650 V coolsic^TMMOSFET的额定值在（27～107）mΩ之间，既可采用典型的TO-247 3引脚封装，也支持开关损耗更低的TO-247 4引脚封装。与过去发布的所有英飞凌CoolSiC^TMMOSFET产品相比，全新650 V系列基于先进的沟槽半导体技术。通过最大限度地发挥碳化硅强大的物理特性，确保了器件具有出色的可靠性、开关损耗和导通损耗。此外，它们还具备高的跨导水平（增益）、4 V的阈值电压（Vth）和短路稳健性。总而言之，沟槽技术可以在毫不折衷的情况下，在应用中实现最低的损耗，并在运行中实现最佳可靠性。