瑞能半导体第六代碳化硅已达国际水准

泉源：张国斌

现在，环球电动汽车市场走热，节能减排加快干净能源遍及以及充电桩需求加大，这几个身分叠加推动了对大功率半导体的需求，市场必要耐高压、耐高热的新型功效半导体器件，而第三代半导体质料因其具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射本领，成为将来大功率应用范畴不贰选择。那第三代半导体的代表器件---碳化硅将来有什么样的进展趋向？我们来听听这个范畴领军者瑞能半导体的分享。

在4月的中旬的慕尼黑上海电子展上，我们采访了瑞能半导体科技株式会社半导体市场部总监谢丰，他联合瑞能的产物分享了碳化硅器件的将来进展。

瑞能半导体有限公司是由恩智浦半导体与北京建广资产治理有限公司配合投资创建的高科技合股企业，于2016年1月19日公布正式开业，运营中间落户上海。作为环球功率半导体行业的佼佼者，瑞能半导体专注于研刊行业领先、遍及且深入的双极功率半导体产物组合，公司重要产物重要包罗晶闸管和功率二极管等。遍及应用于以家电为代表的消耗电子、以通讯电源为代表的产业制造、新能源及汽车等范畴。

谢丰表现瑞能的碳化硅已经迭代到第六代，瑞能以为碳化硅会大量应用到电动汽车范畴，将来进展偏向便是高电压、大电流、大功率。现在瑞能已经推出了 1200V的碳化硅Mosfet。他夸大碳化硅在高温高频下的稳健性很好，耐压本领也很强 ，瑞能可以实现1700V大概3300V的碳化硅产物。

据先容，碳化硅质料拥有更低的本征载流子浓度，约 10-9cm-3 量级，而硅质料的这一数据是 1010cm-3 量级，这都是室温时的数值，本征载流子浓度的一个明显特性是其会随着温度的线性增添而类似呈指数增添。对硅质料来说，温度靠近 200℃时，本征载流子浓度到达了 1014cm-3量级，这个量级已经与硅正常 PN 结的掺杂浓度相称，易导致产物性能粉碎性失效。碳化硅产物因为超低的本征载流子浓度，这一温度节点上升到了 600℃以上，这便是碳化硅器件可以蒙受更高温度的缘故原由。但如今常见商用的碳化硅产物由于封装技能和应用的限定，照旧在产物手册上仅仅标示 175℃的最高结温。即便云云，三倍于硅质料的热导率，仍旧让碳化硅产物拥有比硅产物更优秀的高温性能体现。

他表现随着碳化硅衬底本钱低落，将来碳化硅的本钱有望大幅度低落，“作为国内头部碳化硅提供商，我们的产物性能可以说是媲美国际品牌的，碳化硅的二极管产物现是开始进的第六代碳化硅二极管，国内仅有瑞能可以推出。”他夸大，“瑞能重要照旧以MPS大概JBS加上薄片工艺做碳化硅二极管产物，这是国际主流技能，相对付国际品牌来，我们的性能、可靠性方面得到一线客户承认。”

他指出碳化硅的增量市场包罗5G通讯电源，新标下的空调电源--”国度发表的新的《空调能效尺度》对空调能效提拔了许多。空调厂商也做了许多革新来顺应能效要求，也反过来要求我们器件提供商做器件的革新，顺应改变。如曩昔空调事情频率20K赫兹，如今都是60、70K赫兹，我们第五代软规复二极管，让团体EMI性能越发好，我们碳化硅产物被国内重要空调厂商批量利用，出货量很大。“他解说说。“对付充电桩大概新能源汽车这块，瑞能也有结构，如1200V的快规复二极管在充电桩被许多客户利用，650V和1200V的碳化硅在充电桩内里也应用许多。”

不外他也坦承碳化硅的最大挑衅是其可靠性，”硅已经进展了五六十年了，家人们对硅都研究得很清晰了，包罗怎么把器件设计得越发可靠，有非常多理论做支持，但是家人们对碳化硅大的认知时间比力短，还必要更多的研究和探究，从衬底这块怎么把缺陷低落，器件上怎么做更好的设计，提拔产物的质量和可靠性，都必要时间，必要花更多精神研究。”他指出，“ 至于碳化硅是不是能到达硅的本钱，时间点很难说，碳化硅简直真正开始商用是2000年左右，真正直范围商用大概是2017、18年，随着利用的越来越多，其本钱必然会低落，但是碳化硅自己质料的属性和生产的难度决定了它要到达和硅一样的本钱另有很长的路要走，但我以为它必然会贬价。”