隨著可再生能源、電動汽車等領域現(xiàn)代電力應用的發(fā)展，硅的局限性變得越來越明顯。以碳化硅為代表的寬禁帶半導體材料具有適合高壓、大功率應用的優(yōu)良特性，在650V、1200V及更高電壓場景中開始發(fā)揮顯著作用，成為光伏逆變器、電動汽車充電的最佳解決方案。

本期話題，給大家推薦一個超級給力的產(chǎn)品，那就是基本半導體面向工業(yè)應用開發(fā)的PcoreTM2 E2B工業(yè)級碳化硅半橋模塊。如果你還在為傳統(tǒng)硅基半導體的性能瓶頸煩惱，那你絕對不能錯過這款產(chǎn)品。它不僅采用了先進的碳化硅技術，還結(jié)合了高品質(zhì)晶圓工藝，簡直就是高效與穩(wěn)定的完美結(jié)合！

一、高性能氮化硅陶瓷基板帶來的革命性好處

為改善長期高溫度沖擊循環(huán)引起的CTE失配現(xiàn)象，PcoreTM2 E2B工業(yè)級碳化硅半橋模塊采用高性能的氮化硅(Si3N4)AMB陶瓷基板及高溫焊料，以滿足應用端對高熱導率、優(yōu)異電絕緣性能以及高強度、高可靠性的要求。

不同陶瓷覆銅板材料的性能對比

1高熱導率與低熱膨脹系數(shù)

由于氮化硅陶瓷基板的熱導率遠高于傳統(tǒng)的硅材料，這意味著在高功率密度的應用中，它可以更有效地散熱。此外，其低熱膨脹系數(shù)確保了在溫度變化時器件的物理尺寸保持穩(wěn)定，從而減少了因熱循環(huán)引起的機械應力，提高了模塊產(chǎn)品的長期可靠性。

相比之下，氧化鋁（Al?O?）雖然成本較低，但其熱導率僅為20-35 W/m·K，遠低于氮化硅的160-240 W/m·K。氮化鋁（AlN）的熱導率較高，約為170-260 W/m·K，與氮化硅相近，但在高溫下，氮化鋁的性能可能會下降。

2優(yōu)異的電絕緣性能

氮化硅材料的電絕緣強度是硅的10倍，這使得PcoreTM2 E2B模塊能夠在更高的電壓和頻率下工作，同時保持較低的能量損耗。這對于追求高效率和高功率密度的應用來說，是一個顯著的優(yōu)勢。而氧化鋁和氮化鋁雖然也具有良好的電絕緣性能，但它們的電氣性能通常不如氮化硅。

3耐環(huán)境影響

由于氮化硅材料對環(huán)境因素如濕度、溫度和化學物質(zhì)等具有很高的抵抗力，這保證了PcoreTM2 E2B模塊在惡劣環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定性能，延長使用壽命。相比之下，氧化鋁和氮化鋁在某些極端環(huán)境下可能會出現(xiàn)性能退化，尤其是在高溫和化學腐蝕環(huán)境中。

二、晶圓內(nèi)嵌碳化硅肖特基二極管的顯著設計優(yōu)勢

1低開關損耗、抗雙極性退化

基于碳化硅肖特基二極管的零反向恢復特性，PcoreTM2 E2B模塊所采用的碳化硅MOSFET晶圓在設計時便考慮到了這一點，通過在碳化硅MOSFET元胞中內(nèi)置碳化硅二極管元胞，使得體二極管基本沒有反向恢復行為，大幅降低了器件的開通損耗。

這種設計有效避免了傳統(tǒng)體二極管的疊層缺陷問題，即當逆電流流過本體二極管時，不會導致主體MOSFET管的有源區(qū)域減小和比導通電阻RDS(on)的變化。這種設計不僅降低了VF值，還防止了碳化硅的雙極性退化。

2低導通壓降

這一晶圓設計也使得PcoreTM2 E2B模塊中的體二極管（SiC SBD）具有極低的導通壓降，僅為1.35V。這比傳統(tǒng)的硅基二極管要低得多，直接導致了更低的正向壓降和更高的效率，尤其在高電流應用中更為明顯。

3高速開關性能

內(nèi)嵌的碳化硅二極管不僅導通壓降低，而且具有非?？斓拈_關速度。這意味著在高頻應用中，PcoreTM2 E2B模塊可以快速切換減少開關損耗，提高整體能效。

4高溫穩(wěn)定性

內(nèi)嵌碳化硅二極管的碳化硅MOSFET的使用還賦予了PcoreTM2 E2B模塊出色的高溫穩(wěn)定性。即使在極端的工作溫度下，內(nèi)嵌的碳化硅二極管也能保持其卓越的電氣特性，確保設備在各種環(huán)境下都能可靠運行。

三、推薦應用領域

憑借這些卓越的技術特點和性能優(yōu)勢，PcoreTM2 E2B碳化硅半橋模塊非常適合應用于以下領域：

電能質(zhì)量全碳化APF/SVG的應用——體積重量成本明顯下降，整機峰值工作效率提升至99%。

大功率充電樁應用——充電樁采用碳化硅模塊可以增加近30%的輸出功率，減少50%的損耗。此外，碳化硅還能提高單位功率密度，減小模塊體積并簡化電路設計，對降低充電樁成本起到重要作用。

全碳化硅高速伺服應用——更好的系統(tǒng)響應能力，更精準的控制，提供分立器件及功率模塊。

通過以上的技術解析和應用領域的介紹，我們可以看到PcoreTM2 E2B工業(yè)級碳化硅半橋模塊不僅在材料選擇上具有領先優(yōu)勢，其內(nèi)置的高性能器件也確保了其在高效能電源轉(zhuǎn)換領域的領先地位。無論是對于設計者還是終端用戶而言，PcoreTM2 E2B模塊都是提升系統(tǒng)性能、可靠性和經(jīng)濟性的優(yōu)選方案。

關于基本半導體

深圳基本半導體股份有限公司是中國第三代半導體創(chuàng)新企業(yè)，專業(yè)從事碳化硅功率器件的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。公司總部位于深圳，在北京、上海、無錫、香港以及日本名古屋設有研發(fā)中心和制造基地。公司擁有一支國際化的研發(fā)團隊，核心團隊由來自清華大學、中國科學院、英國劍橋大學、德國亞琛工業(yè)大學、瑞士聯(lián)邦理工學院等國內(nèi)外知名高校及研究機構(gòu)的博士組成。

基本半導體掌握碳化硅核心技術，研發(fā)覆蓋碳化硅功率半導體的芯片設計、晶圓制造、封裝測試、驅(qū)動應用等產(chǎn)業(yè)鏈關鍵環(huán)節(jié)，擁有知識產(chǎn)權(quán)兩百余項，核心產(chǎn)品包括碳化硅二極管和MOSFET芯片、汽車級及工業(yè)級碳化硅功率模塊、功率器件驅(qū)動芯片等，性能達到國際先進水平，服務于電動汽車、風光儲能、軌道交通、工業(yè)控制、智能電網(wǎng)等領域的全球數(shù)百家客戶。

基本半導體是國家級專精特新“小巨人”企業(yè)，承擔了國家工信部、科技部及廣東省、深圳市的數(shù)十項研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目，與深圳清華大學研究院共建第三代半導體材料與器件研發(fā)中心，是國家5G中高頻器件創(chuàng)新中心股東單位之一，獲批中國科協(xié)產(chǎn)學研融合技術創(chuàng)新服務體系第三代半導體協(xié)同創(chuàng)新中心、廣東省第三代半導體碳化硅功率器件工程技術研究中心。