ST｜官宣！推出第四代STPOWER碳化硅(SiC)MOSFET技术

碳化硅芯观察 2024-09-25 20:43

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今天，ST正式宣布公司推出其第四代 STPOWER 碳化硅 (SiC) MOSFET 技术。第四代技术在功率效率、功率密度和稳定性方面树立了新的标杆。在满足汽车和工业市场需求的同时，新技术还特别针对牵引逆变器进行了优化，这是电动汽车 (EV) 动力系统的关键部件。该公司计划在 2027 年之前推出更多先进的 SiC 技术创新，以履行对创新的承诺。

“意法半导体致力于通过我们尖端的碳化硅技术推动电动汽车和工业效率的未来。我们继续通过器件、先进封装和功率模块方面的创新来推进 SiC MOSFET 技术，”模拟、功率和分立器件、MEMS 和传感器事业部总裁 Marco Cassis 表示。“结合我们的垂直整合制造战略，我们正在提供业界领先的 SiC 技术性能和弹性供应链，以满足客户日益增长的需求，并为更可持续的未来做出贡献。 ”

作为 SiC 功率 MOSFET 的市场领导者，意法半导体正在进一步推动创新，以充分利用 SiC 相对于硅器件更高的效率和更大的功率密度。

最新一代 SiC 器件旨在使未来的电动汽车牵引逆变器平台受益，尺寸和节能潜力进一步提升。尽管电动汽车市场持续增长，但要实现广泛采用仍面临挑战，汽车制造商也希望提供更实惠的电动汽车。

基于 SiC 的 800V 电动汽车客车驱动系统实现了更快的充电速度和减轻了电动汽车的重量，使汽车制造商能够生产续航里程更长的高端车型。

意法半导体的新型 SiC MOSFET 器件将提供 750V 和 1200V 两个级别，将提高 400V 和 800V 电动汽车客车牵引逆变器的能效和性能，将 SiC 的优势带入中型和紧凑型电动汽车——这是帮助实现大众市场采用的关键细分市场。新

一代SiC技术还适用于各种大功率工业应用，包括太阳能逆变器、储能解决方案和数据中心，显著提高这些日益增长的应用的能源效率。

截止目前，ST 已完成第四代 SiC 技术平台 750V 级的认证，预计将在 2025 年第一季度完成 1200V 级的认证。标称电压为 750V 和 1200V 的设备将随后投入商业使用，使设计人员能够满足从标准交流线电压到高压电动汽车电池和充电器的应用。

与硅基解决方案相比，ST 的第四代 SiC MOSFET 效率更高、元件更小、重量更轻、行驶里程更长。这些优势对于实现电动汽车的广泛应用至关重要，领先的电动汽车制造商正与 ST 合作，将第四代 SiC 技术引入其车辆，以提高性能和能源效率。虽然主要应用是电动汽车牵引逆变器，但 ST 的第四代 SiC MOSFET 也适用于大功率工业电机驱动器，受益于器件改进的开关性能和稳健性。这可实现更高效、更可靠的电机控制，降低工业环境中的能耗和运营成本。在可再生能源应用中，第四代 SiC MOSFET 可提高太阳能逆变器和储能系统的效率，有助于实现更可持续、更具成本效益的能源解决方案。此外，这些 SiC MOSFET 可用于 AI 服务器数据中心的电源装置，其高效率和紧凑尺寸对于巨大的功率需求和热管理挑战至关重要。

为了通过垂直整合制造战略加速 SiC 功率器件的发展，ST 正在同时开发多项 SiC 技术创新，以在未来三年内推动功率器件技术的发展。第五代 ST SiC 功率器件将采用基于平面结构的创新高功率密度技术。与现有的 SiC 技术相比，ST 正在同时开发一项根本性的创新，该创新有望在高温下实现出色的导通电阻 RDS(on) 值，并进一步降低 RDS(on)。

第四代 SiC MOSFET 与前几代产品相比，代表了电源转换技术的重大飞跃。这些器件旨在提供卓越的性能和坚固性，满足未来电动汽车牵引逆变器的严格要求。与前几代产品相比，第四代SiC MOSFET在以下几个方面展现了显著的进步和优势：

技术特性上的进步

导通电阻（RDS(on)）降低：与之前的版本相比，第四代SiC MOSFET的导通电阻显著减小，这直接导致了传导损耗的减少，并提升了整体系统的效率。
开关速度加快：第四代SiC MOSFET支持更快的开关频率，这意味着在电力转换过程中产生的开关损耗降低，对于需要高频率操作的应用来说尤为重要。
动态反向偏置（DRB）下的鲁棒性增强：第四代SiC MOSFET在动态反向偏置条件下表现出了超越行业标准的鲁棒性，确保在极端情况下也能稳定工作。

第四代器件继续提供出色的 RDS(on) x 芯片面积性能系数，以确保高电流处理能力和最小损耗。第四代器件的平均芯片尺寸比第三代器件小 12-15%，以 25 摄氏度时的 RDS(on) 为基准，可实现更紧凑的电源转换器设计，节省宝贵的空间并降低系统成本。

这些器件的功率密度得到提高，支持开发更紧凑、更高效的电源转换器和逆变器，这对于汽车和工业应用都至关重要。此外，这对于人工智能服务器数据中心的电源装置尤其有利，因为空间和效率是关键因素。

作为该技术的行业领导者，意法半导体已为全球 500 多万辆乘用车提供 STPOWER SiC 器件，用于牵引逆变器、OBC（车载充电器）、DC-DC 转换器、电动汽车充电站和电动压缩机等一系列电动汽车应用，显著提高了新能源汽车的性能、效率和续航里程。作为集成设备制造商 (IDM)，意法半导体的 SiC 战略确保了供应质量和安全性，以服务于汽车制造商的电气化战略。

意法半导体最近宣布在卡塔尼亚建立完全垂直整合的 SiC 基板制造工厂，预计将于 2026 年开始生产，该工厂正迅速采取行动，支持市场向电动汽车和工业应用更高效率的快速转型。

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