從汽車到可再生能源，碳化硅（SiC）的一系列場景應用正在改變電力電子領域。瑞能半導體憑借敏銳的行業(yè)嗅覺，意識到這一技術的重要性正在與日俱增，已經對碳化硅器件的開發(fā)和生產展開積極的布局。

2023年7月，位于上海灣區(qū)高新區(qū)的瑞能半導體全球首座模塊工廠正式投入運營，專門生產應用于消費、通訊、新能源以及汽車相關的各類型功率模塊產品，串聯(lián)客戶和生態(tài)圈，積極推動行業(yè)高質量發(fā)展。

作為新興材料嶄露頭角的碳化硅，究竟有何特別之處？接下來將深入探討碳化硅相比于硅所具備的優(yōu)勢與特性，展現(xiàn)其在科技領域發(fā)揮的重要作用。

碳化硅功率器件有何優(yōu)勢？

在中高壓電力電子系統(tǒng)中，與硅（Si）相比，碳化硅（SiC）功率器件擁有更多的應用優(yōu)勢。

碳化硅不僅能夠提供比現(xiàn)有硅技術更高的電壓操作、更寬的溫度范圍和更高的開關頻率，還能通過小型化進程顯著提高效率，降低冷卻要求，將整體系統(tǒng)成本降低30%。接下來將向您介紹瑞能半導體SiC MOSFET系列產品所具有的優(yōu)勢。

兩種PS、一種IGBT和一種碳化硅器件的比較

Part.1

瑞能半導體SiC MOSFET系列產品具有高擊穿電壓、低RDSON、高熱導率和高Tj（最大值）等特性，允許SiC MOSFET處理比同樣大小的Si MOSFET高得多的電流和電壓，因此功率密度更高。

這些優(yōu)勢可轉化為更低的功率轉換損耗、更高的效率、更簡單的轉換器拓撲結構以及更高的高溫性能。

Part.2

瑞能半導體提供電壓高達1200V、具有競爭力的RDSON值和各種封裝類型的SiC MOSFET。這些MOSFET的短路電阻取決于Vgs和Vds。由于采用了第二代MOSFET，在18V和800V電壓下的短路耐受時間達到了3.5微秒，從而確保了可靠性，避免了故障風險。瑞能半導體的SiC MOSFET非常適用于電動汽車中的逆變器，有助于提高汽車效率和續(xù)航里程。

此外，瑞能半導體的SiC MOSFET在15V柵極驅動電壓下使用明確的RDSON名稱；柵極氧化物的優(yōu)化可確保器件在此驅動電壓下正常工作，以便于集成到傳統(tǒng)設計中。

碳化硅功率模塊有何優(yōu)勢？

碳化硅功率模塊是一種使用碳化硅半導體作為開關的功率模塊。碳化硅功率模塊用于在電流和電壓之間轉換從產品中獲得的電能，具有高轉換效率。

Part.1

并聯(lián)電源模塊以支持更高的電流水平是實踐中常用的方法，因為每個模塊都針對電感和寄生電容的影響進行了優(yōu)化，可以實現(xiàn)更好的可重復性。

利用碳化硅器件創(chuàng)建并行模塊架構的最佳方法面臨多項挑戰(zhàn)。由于其開關容量高，模塊和柵極驅動器的布局對于減少寄生電容和確保模塊間均勻分流至關重要。在靜態(tài)電流共享方面，器件的RDSON和模塊連接電阻起著關鍵作用。

Part.2

瑞能的SiC MOSFET在強柵極驅動下的RDSON具有正溫度系數(shù)，這有利于并聯(lián)，因為電流會重新平衡：與溫度較低的器件相比，傳導更多電流的器件發(fā)熱更多，從而增加了其RDS（on），這樣就可以避免熱失控。另一方面，閾值電壓(VTH)的負溫度系數(shù)會導致結溫較高的器件提前開啟，從而產生較高的開關損耗。

碳化硅模塊已成為多個行業(yè)的創(chuàng)新技術，市場分析顯示，碳化硅市場正在蓬勃發(fā)展，預計到2028年將達到50億美元。瑞能會把握時代機遇，充分發(fā)揮產品和技術優(yōu)勢，以瑞能金山模塊廠為起點，助推功率器件發(fā)展。