For et par dage siden diskuterede hr. Chen Ziying, marketingdirektør for Infineon Industrial Power Control Division, Greater China, og hr. Cheng Wentao, Infineon Technology Power and Sensing Division, Application Marketing Director i Greater China, værdien af tredje generations halvledere. teknologi og industriel udvikling i et medieinterview. Dybdegående fortolkning af teknologi og teknologitrends.
I post-Moor-æraen på den ene side stræber det menneskelige samfund efter at forbedre livskvaliteten med teknologier som Internet of Everything, kunstig intelligens, big data, smarte byer og intelligent transport og udviklingstempoet accelererer. På den anden side er forbedring af de globale klimaforhold gennem et lavt kulstofindhold i stigende grad blevet enighed hos alle.
På nuværende tidspunkt er omkring en tredjedel af den globale energiefterspørgsel efterspørgsel efter elektricitet. Den stigende energiefterspørgsel, den gradvise udtømning af fossile brændstoffers ressourcer og klimaændringer kræver, at vi finder smartere og mere effektiv energiproduktion, -transmission og -distribution. , Opbevaring og brug.
I hele energikonverteringskæden kan tredjegenerations halvlederteknologiens energibesparelsespotentiale yde et stort bidrag til at nå langsigtede globale energisparemål. Derudover er produkter og løsninger med brede båndgab befordrende for at forbedre effektiviteten, øge tætheden, reducere størrelsen, reducere vægten og reducere de samlede omkostninger. Derfor vil de blive meget brugt i transport, datacentre, smarte bygninger, husholdningsapparater, personlige elektroniske enheder osv. Bidrage til forbedring af energieffektiviteten i applikationsscenarierne.
For eksempel, i anvendelsen af strømelektroniske systemer, er højhastighedseffektenheder med modstå spændinger over 1200V forventet at dukke op. Sådanne enheder er i dag's ikke-SiC MOSFET'er. Silicium MOSFET bruges hovedsageligt i lav- og mellemeffektfeltet under 650V.
Ud over høj hastighed har siliciumcarbid også karakteristika af høj termisk ledningsevne, høj nedbrydningsfeltstyrke, høj mættet elektrondriftshastighed osv., og er især velegnet til applikationer, der kræver høj temperatur, høj effekt, højt tryk, høj frekvens og barske forhold såsom strålingsmodstand. .
Effekttæthed er et andet vigtigt aspekt af enhedsteknologiværdi. Chipområdet af SiC MOSFET er meget mindre end IGBT. For eksempel er størrelsen af 100A/1200V SiC MOSFET omkring en femtedel af summen af IGBT og friløbsdiode. Derfor kan værdien af SiC MOSFET'er i høj effekttæthed og højhastighedsmotordrev applikationer afspejles godt, herunder 650V SiC MOSFET'er.
Med hensyn til højspændingsmodstand kan højspændings SiC højhastighedsenheder over 1200V forbedre systemets ydeevne og systemets effekttæthed ved at øge systemets skiftefrekvens. Her er to eksempler:
· For strømenheden til DC-opladningsbunken af elektriske køretøjer, hvis Si MOSFET anvendes, skal to-trins LLC'er forbindes i serie, og kredsløbet er kompliceret. Hvis SiC MOSFET anvendes, kan en enkelt-trins LLC realiseres, hvilket i høj grad øger enkelt-enhedseffekten af opladningsbunkens kraftenhed.
· Til flyback-strømforsyningen i et trefaset system er 1700V SiC MOSFET også en perfekt løsning. Sammenlignet med 1500V silicium MOSFET kan tabet reduceres med 50%, og effektiviteten kan øges med 2,5%.
Med hensyn til pålidelighed og kvalitetssikring har SiC-enheder to typer: plan port og grøftport. Infineons trench gate SiC MOSFET kan godt undgå gateoxid-pålidelighedsproblemet for den plane gate, og effekttætheden er også højere.
Det er netop på grund af disse fremragende egenskaber ved SiC MOSFET, at den har tilsvarende anvendelser i fotovoltaiske invertere, UPS, ESS, opladning af elektriske køretøjer, brændselsceller, motordrev og elektriske køretøjer.
Men vil siliciumcarbid blive den ultimative løsning til alle applikationer?
Som vi alle ved, har IGBT-teknologi, en repræsentant for siliciumbaserede krafthalvledere, stødt på nogle vanskeligheder med at forbedre ydeevnen yderligere. Omkoblingstabet og reduktionen af ledningsmætningsspændingsfaldet er gensidigt begrænset, og pladsen til at reducere tab og forbedre effektiviteten bliver mindre og mindre, så industrien er begyndt at håbe på, at SiC kan blive en disruptiv teknologi. Denne opfattelse er dog ikke særlig omfattende. Først og fremmest udvikler teknologien af siliciumbaserede IGBT'er repræsenteret af Infineon også. TRENCHSTOP™5 og IGBT7 ved hjælp af mikrogravteknologi er nye milepæle. Med fremskridt inden for emballageteknologi øges ydeevnen og effekttætheden af IGBT-enheder. Højere. Samtidig kan produkter udviklet til forskellige applikationer optimeres specielt til at forbedre ydeevnen af siliciumenheder i systemet og derved forbedre systemets ydeevne og omkostningseffektivitet. Derfor skal udviklingsprocessen for tredjegenerationshalvledere ledsages af siliciumenheder. Samtidig med teknologiudviklingen er der også overvejelser om kommercielle værdifaktorer i stor skala til forskellige anvendelser. Det forventes, at tredjegenerationsenheder snart vil blive brugt i alle applikationer. Det er urealistisk at erstatte siliciumenheder i scenen.
