英飞凌|推出G2CoolSiCMOSFET:持续推进碳化硅技术以实现脱碳

碳化硅芯观察 2024-03-05 22:13

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英飞凌开启电力系统和能源转换的新篇章。


近期公司推出了下一代碳化硅 (SiC) MOSFET 沟槽技术,与上一代产品相比,英飞凌全新的CoolSiC MOSFET 650 V 和 1200 V 第 2 代产品,将 MOSFET 的关键性能指标(例如存储能量和电荷)提高了 20%,且不影响质量和可靠性水平,从而提高了整体能源效率,并进一步促进脱碳。

CoolSiC MOSFET 第 2 代 (G2) 技术继续利用碳化硅的性能,降低能量损耗,从而在功率转换过程中转化为更高的效率。与上一代相比,硬开关和软开关 MOSFET 操作的关键品质因数均提高了 20% 以上。此外,快速开关能力(即 SiC MOSFET 的标志)也提高了 30% 以上。

因此,G2 在光伏逆变器、储能装置、电动汽车充电、UPS 等所有运行模式下都能以较低的功率损耗运行。以三相电源方案为例,与上一代 1200 V CoolSiC™ G2 相比,根据负载条件,运行功耗降低 5-30%,从而实现现场处理的每瓦特的节能。

众所周知,SiC MOSFET 的导通电阻越低,传导损耗就越低,从而提高能效、功率密度并减少零件数量。据英飞凌宣传,CoolSiC™ G2 MOSFET 产品组合提高了 SiC MOSFET 市场中最低的 Rdson。同时也是采用 SMD 封装的同类最佳产品, TO263-7 外形尺寸可提供 650 V 下的 7 mOhm 额定值和 1200 V 下的 8 mOhm 额定值。

同时,通过英飞凌优势专利 .XT来 改进封装互连,从而减少热阻、提高输出功率、降低工作温度。根据测算,新一代的热性能现在提高了 12%,将芯片的品质因数提升到 SiC 性能的新水平。SMD 外形尺寸可提供的功率增加了 60% 以上,并提高了功率转换中可能的功率密度标准计划。

这为光伏、储能、直流电动汽车充电、电机驱动和工业电源等各种功率半导体应用的客户带来了巨大的优势。与前几代产品相比,配备 CoolSiC G2 的电动汽车直流快速充电站可减少高达 10% 的功率损耗,同时在不影响外形尺寸的情况下实现更高的充电容量。基于 CoolSiC G2 器件的牵引逆变器可以进一步增加电动汽车的续航里程。在可再生能源领域,采用 CoolSiC G2 设计的太阳能逆变器可以在保持高功率输出的同时缩小尺寸,从而降低每瓦成本。

英飞凌绿色工业电力部门总裁 Peter Wawer 博士表示:“新一代 SiC 技术能够加速设计成本更加优化、紧凑、可靠且高效的系统,从而节省能源并减少现场安装的每瓦特的二氧化碳排放量。这是英飞凌不懈精神的一个很好的例子,不断推动创新,推动工业、消费和汽车领域的脱碳和数字化。” 英飞凌领先的 CoolSiC MOSFET 沟槽技术有助于实现高性能 CoolSiC G2 解决方案,提供了优化的设计权衡,与迄今为止可用的 SiC MOSFET 技术相比,可实现更高的效率和可靠性。

英飞凌的沟槽结构竞争壁垒

所有现代硅功率器件都是基于沟槽的,并且已经取代了平面技术,那么碳化硅呢?对于 SiC而言,沟槽设计的性能优势方面与硅功率 MOSFET 技术的发展有许多相似之处。SiC 沟槽设计还有一项更显着的优势,即可靠性。与 SiC 材料中的横向界面相比,垂直界面的缺陷密度显著降低。


这为将性能和鲁棒性特征与可靠性相匹配开辟了新的优化潜力。而可靠性是英飞凌每个功率器件开发的基础,CoolSiC™ MOSFET G2 沟槽技术保持了 G1 的高可靠性。基于所有已售 CoolSiC™ MOSFET G1(工业级分立器件和模块)的 DPM(百万缺陷数)数据表明,SiC 的产品报损率甚至低于基于硅的功率开关。英飞凌的产品在应用寿命测试方面当前也处于领先地位,CoolSiC™ 沟槽 MOSFET 设计将在现在和未来为英飞凌打造能源效率的可持续竞争力。


       


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