碳化硅（SiC）的禁帶寬度約為3.3eV，顯著大于硅（Si）的1.1eV。禁帶寬度大的材料，需更多能量才能將電子從價帶激發(fā)至導(dǎo)帶，這使得 SiC 能在更高電壓下工作而不發(fā)生擊穿或產(chǎn)生漏電流，有效避免高電壓條件下的電擊穿與熱失控。

依托這一內(nèi)在特性，SiC 器件可設(shè)計(jì)得更薄、摻雜濃度更高，且導(dǎo)通電阻更低；即便在高頻開關(guān)工況下，仍能保持較低的寄生電感與電容。隨著高頻開關(guān)、電源緊湊化設(shè)計(jì)需求日益增長，采用 SiC 替代Si MOSFET的趨勢持續(xù)加強(qiáng)。

芯干線公司自主設(shè)計(jì)研發(fā)了 SiC MOSFET 及 SiC 功率模塊，其功率模塊集成半橋轉(zhuǎn)換器、全橋轉(zhuǎn)換器、六單元封裝等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可適配太陽能逆變器、電動汽車逆變器、工業(yè)電機(jī)驅(qū)動、不間斷電源（UPS）等多類應(yīng)用場景。

由于 SiC 材料允許采用更薄、摻雜更重的漂移層且不犧牲擊穿電壓，芯干線 SiC 模塊具備更低導(dǎo)通電阻，十分適合高電壓、高效率應(yīng)用場景。消費(fèi)者可從這些功率模塊中獲得雙重收益：技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)節(jié)能與靜音運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)層面降低能源成本與制造成本。

不過，高頻運(yùn)行的 SiC 器件給電路板設(shè)計(jì)帶來挑戰(zhàn) —— 寄生元件可能導(dǎo)致器件誤觸發(fā)，柵極驅(qū)動電路與主功率電路也難以完全解耦。選擇 SiC 器件柵極驅(qū)動器時，需詳細(xì)計(jì)算器件與驅(qū)動器的電流、電壓匹配關(guān)系。而芯干線 SiC 功率模塊直接提供解決方案，省去了器件選型、驅(qū)動器匹配及二者間走線設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，大幅簡化開發(fā)流程。

芯干線 SiC 功率模塊采用獨(dú)特的緊湊優(yōu)化封裝設(shè)計(jì)，這對充分發(fā)揮 SiC 高速開關(guān)、耐高溫、低損耗的特性至關(guān)重要。

模塊使用陶瓷直接鍵合銅（DBC）基板，構(gòu)建無底板結(jié)構(gòu)；其中，氮化鋁（AlN）陶瓷絕緣層的 DBC 基板，能在高功率應(yīng)用中為模塊提供高效散熱。封裝創(chuàng)新不僅大幅減輕模塊重量與體積、提升熱性能，還簡化了裝配流程：PCB 連接采用無焊引腳，降低器件熱應(yīng)力；嵌入式銅互連結(jié)構(gòu)則提升了電流承載能力與機(jī)械可靠性。

與傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂封裝不同，芯干線選用高溫樹脂，確保模塊在工業(yè)環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。其專有三相 SiC 功率模塊還集成二極管整流橋與三相 SiC MOSFET 橋，并內(nèi)置 NTC 熱敏電阻用于溫度監(jiān)控，保障運(yùn)行安全高效。

芯干線新一代SiC功率模塊 XS140SPR120N1S 極具代表性（如下圖），該模塊集成二極管整流橋，反向耐壓達(dá) 1600V，正向壓降為 1.2V，結(jié)殼熱阻低至 0.751 K/W；每顆 SiC MOSFET 的阻斷電壓為 1200V，驅(qū)動電壓范圍 - 4V 至 18V，適配常規(guī) MOSFET 柵極驅(qū)動器，導(dǎo)通電阻僅 140mΩ，寄生電容極低（輸入電容 620pF），結(jié)殼熱阻 2.18 K/W，在 1200V、15A 規(guī)格的 SiC MOSFET 中處于較低水平。反向?qū)ǚ矫妫K反向恢復(fù)電荷僅 29nC，反向恢復(fù)時間僅 20ns。

此外，XS140SPR120N1S 采用雙面散熱與垂直集成結(jié)構(gòu)，利于功率變換器熱管理；SiC MOSFET的開爾文源極連接（Kelvin Source）為柵極驅(qū)動與功率路徑提供獨(dú)立通道，有效降低噪聲。

這一特色設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了柵極驅(qū)動電路與主電路的解耦，為控制回路提供獨(dú)立路徑，減弱源極寄生電感影響 —— 傳統(tǒng) SiC MOSFET 僅單源極引腳，主電路 di/dt 為正時，電感電壓正向拉低實(shí)際柵源電壓，增加開通損耗；di/dt 為負(fù)時，電感電壓反向升高實(shí)際柵源電壓，增加關(guān)斷損耗，而開爾文引腳可避免主電路 di/dt 大幅變化對柵極正常工作的干擾。

模塊內(nèi)置 NTC 熱敏電阻在室溫下額定電阻為 5kΩ，功耗僅 20mW，雜散電感低至 30nH；低電感結(jié)合低電感引腳設(shè)計(jì)，助力實(shí)現(xiàn)高速開關(guān)，避免較大寄生電感引發(fā)的電磁干擾（EMI）與電壓過沖。

同時，改進(jìn)的導(dǎo)熱性能有助于降低 SiC 芯片結(jié)溫，模塊整體在低電容下實(shí)現(xiàn)高速開關(guān)，憑借緊湊低電感設(shè)計(jì)，具備低開關(guān)損耗與高系統(tǒng)效率。

該模塊采用芯干線專Easy1B 封裝，尺寸為 62.4mm×33.8mm×16.4mm。芯干線 SiC 功率模塊為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供模塊化、可擴(kuò)展方案，確保惡劣工況下電力變換器的可靠性與長壽命。其設(shè)計(jì)核心圍繞高功率密度與多功能性、緊湊性與裝配便利性、可擴(kuò)展性與堅(jiān)固性，以滿足苛刻的工業(yè)應(yīng)用需求；獨(dú)特封裝方式則賦予模塊強(qiáng)效熱管理能力與出色的功率處理性能。

SiC 功率模塊的主要優(yōu)點(diǎn)包括更高的能源轉(zhuǎn)換效率、優(yōu)異的高溫高壓耐受性、高頻開關(guān)特性及顯著的系統(tǒng)集成優(yōu)化效果，使其成為新能源汽車、可再生能源、工業(yè)電力系統(tǒng)的理想選擇。

關(guān)于芯干線

芯干線科技是一家由功率半導(dǎo)體資深海歸博士、電源行業(yè)市場精英和一群有創(chuàng)業(yè)夢想的年輕專業(yè)人士所創(chuàng)建寬禁帶功率器件原廠。2022年被評為規(guī)模以上企業(yè)，2023年國家級科技型中小企業(yè)、國家級高新技術(shù)企業(yè)，通過了ISO9001生產(chǎn)質(zhì)量管理體系認(rèn)證。在2024年通過了IATF16949汽車級零部件生產(chǎn)質(zhì)量管理體系認(rèn)證。

公司自成立以來，深耕于功率半導(dǎo)體Si MOS & IGBT、GaN HEMT、SiC MOS & SBD、IGBT 和 SiC Module等功率器件及模塊的研發(fā)和銷售。產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)、光伏、儲能、汽車、Ai服務(wù)器、工業(yè)自動化等能源電力轉(zhuǎn)換與應(yīng)用領(lǐng)域。

公司總部位于南京，分公司遍布深圳、蘇州、江蘇等國內(nèi)多地，并延伸至北美與臺灣地區(qū)，業(yè)務(wù)版圖不斷拓展中。