Wolfspeed强调，随着美国和全球寻求更高效、更环保的解决方案以满足世界对高压能源日益增长的需求，美国必须继续进行战略投资以巩固其技术主导地位，同时继续推动美国在关键技术方面的创新。
Wolfspeed 是唯一一家在美国同时拥有碳化硅材料和碳化硅器件制造设施的碳化硅生产商，在新一届美国政府更加重视国家安全和加大对美国半导体生产的投资的背景下，这一因素变得越来越重要。
美国公用事业级逆变器制造商 EPC Power 总裁兼首席产品官 Devin Dilley 表示：“创新技术释放了商机。Wolfspeed 的全新第四代 SiC 技术使 EPC Power 能够在全球范围内实现能源生产和存储方式的范式转变。”
根据 Wolfspeed 的白皮书《第四代碳化硅技术：重新定义高功率应用中的性能和耐用性》，第四代 MOSFET 旨在显著降低传导损耗，使其成为电动汽车 (EV) 牵引逆变器、工业电机驱动器和 AI 服务器电源等应用的理想选择。通过最大限度地减少传导损耗，这些先进的 MOSFET 可在宽负载范围内提高效率。这意味着延长电动汽车的行驶里程、提高 HVAC 系统的能源效率并降低服务器场的冷却成本。
Wolfspeed 的白皮书中解释道，在所有电力电子应用中，无论是硬开关还是软开关，最大限度地减少传导损耗都非常重要。传导损耗主要由功率 MOSFET 的导通电阻 (RDS(on) ) 决定，该电阻是在应用所需的电流水平和由此产生的结温下评估的。在满额定负载电流下，MOSFET 通常在其最大额定工作温度附近工作（或低于某些设计裕度）。MOSFET 零件编号的选择以及最终系统半导体 BOM 成本取决于此高温 RDS(on)。Wolfspeed 的 Gen4 MOSFET 可将此高温特定导通电阻降低多达 21%，在较低温度下降低幅度更大。在电流水平和结温较低的轻负载下，整个温度范围内 R DS(on) 的降低直接转化为系统效率的提高和工作寿命的延长。
为了说明 Gen 4 MOSFET 的开关损耗和易用性改进，Wolfspeed对比了1200 V Gen 4 器件与等效 Gen 3 器件的动态开关性能对比。栅极电阻值经过调整，以在开启期间提供匹配的 di/dt，在关闭期间提供匹配的 dV/dt。
在导通期间，对侧 MOSFET 的体二极管被关断，导致反向恢复电流流过体二极管并进入导通的 MOSFET。改进的 Gen 4 体二极管行为在导通电流波形中很明显，这表明电流恢复速度更快，从而显著降低了导通开关损耗。此外，Gen 4 中的软体二极管行为导致开关事件后的振铃更少，从而降低了系统中的噪声并提高了 EMI 性能。两代产品的关断行为相似，损耗和 EMI 都很低。
图2：第3代和第4代MOSFET导通波形比较
图3：第3代和第4代MOSFET关断波形比较
体二极管性能的改善以及由此带来的导通性能的改善，使 Gen 4 器件的开关损耗大幅降低。在许多情况下，开关损耗的降低幅度甚至可能更高，因为 Gen 4 器件可以在更高的 di/dt 水平下工作，而不会在反向恢复期间超过 V DS安全工作区。
当 Gen 4 设备在相同条件下运行时，反向恢复要软得多，从而导致 di/dt 更低，并且电压过冲显著降低（约 900 V，相当于减少了 75%）。
这项改进在 1,200 V 额定值以下提供了 300 V 的裕度，提高了安全性和稳健性。客户可以使用现有封装更快地进行切换，或者使用先进的封装解决方案（例如 Wolfspeed 的定制电源模块）实现更高的性能。
图 4 展示了 Wolfspeed Gen 3 21 mΩ MOSFET 与 Gen 4 25 mΩ 器件之间的损耗。当匹配开启 di/dt 和关闭 dV/dt 时，额定电流下的 E SW降低 27%。通过使用较低的 Rg 值，某些 Gen 4 MOSFET 可以进一步改善开关损耗。
图4：第3代和第4代之间的开关损耗比较
Gen 4 技术提高了硬开关应用的性能，可将 E ON和 E OFF降低多达 15% ，同时可降低软开关和硬开关应用中的传导损耗，工作温度下 R SP可降低多达 21% （具有优异的 175 °CRDS(on)）。
汇总来说，Wolfspeed 的 Gen 4 平台旨在全面提高系统效率并延长应用寿命，即使在最恶劣的环境下也能实现，同时有助于降低系统成本和缩短开发时间。该技术将为高功率汽车、工业和可再生能源系统的设计人员带来显著的性能提升，其主要优势包括：
整体系统效率：工作温度下导通电阻降低高达 21%，开关损耗降低高达 15%。
耐用性：确保可靠的性能，包括长达 2.3 µS 的短路耐受时间，以提供额外的安全裕度。
降低系统成本：简化设计流程以降低系统成本和开发时间。
