住友電工也參戰

　　日本企業中也有首次展出SiC器件的新軍——住友電工。該公司展出的“全SiC”功率模塊不僅使用了SiC MOSFET，還使用了SiC肖特基勢壘二極管（SBD）。該公司解說員說，“SiC MOSFET在2012年在學會上發表之后，是第一次在展會上公開”。

　　住友電工展示的功率模塊開發品的耐壓為1.2kV，輸出電流為100A，室溫下的電阻值為12mΩ，支持50kHz開關。現在，該公司還在開發耐壓也是1.2kV，但降低了功率模塊電感的品種。

　　今后住友電工還準備把耐壓提高到1.7kV、2.2kV、3.3kV。在展位上，該公司透露了耐壓為1.7kV的全SiC模塊的部分性能參數，輸出電流為400A，電阻值為7mΩ，支持50kHz開關。

　　雖然沒有透露商業化的相關消息，但鑒于目前已經有多家企業投產SiC SBD，因此，該公司大力發展的對象，似乎將是涉足企業較少的SiC MOSFET和全SiC模塊的開發。

　　低成本化討論全面展開 隨著SiC器件生產商的增加，壓縮器件成本的力度估計將越來越大。在本屆PCIM上，關于使用SiC器件的性價比的討論已經全面展開。

　　舉例來說，科銳在PCIM的會議上強調，通過使用SiC功率元件，可以削減電力轉換器的成本。在演講中，該公司以設想用于光伏發電系統功率調節器的10kW級升壓轉換器為例，介紹了該公司估算出的使用Si IGBT和Si二極管，以及科銳生產的SiC MOSFET和SiC二極管時各自需要的成本。

　　科銳表示，與使用Si IGBT和Si二極管相比，使用該公司的第2代SiC MOSFET和SiC二極管能夠降低升壓轉換器的總成本。具體來說，通過提高開關頻率來縮小電感器、降低電感器的成本，可使總成本壓縮到比使用Si功率元件時更低的程度。

　　按照科銳估算的結果，如果使用Si功率元件，在20kHz下開關，需要的成本是181.4美元，而使用SiC功率元件，在60kHz、100kHz下驅動的話，成本將分別降至170美元、163美元（圖3）。

　　圖3：SiC功率元件使低成本化成為可能

　　科銳強調，使用SiC功率元件有望降低電力轉換器的總成本。以10kW級的升壓轉換器為例，通過提高開關頻率，能夠實現電感器的小型化，從而使系統的總部件成本低于使用Si功率元件時的成本。

　　科銳的第2代SiC MOSFET在2013年3月剛剛發布。與第1代產品相比，通過縮小芯片面積等手段壓縮了成本。以耐壓為1.2kV的品種為例，第2代（“C2M0080120D”）的芯片面積比第1代（“CMF20120D”）縮小了約35％。

　　除了科銳，英飛凌也重點強調了壓縮成本的舉措。該公司通過把制造SiC功率元件使用的SiC基板的口徑從目前的100mm擴大到150mm，提高了元件的生產效率，從而削減了成本。該公司在展會現場展示了在150mm基板上制作的SiC SBD。

　　GaN進入音響產品

　　圖4：GaN功率元件被用于D級放大器

　　IR宣布，三星音響產品的D級放大器采用了該公司耐壓為100V的GaN功率元件。并在PCIM的展會現場展示了實機。

　　備受期待的下一代功率元件之一——GaN器件也終于開始被產品采用。在本屆展會上，國際整流器公司（IR）透露，三星電子的音響產品 “HTF9750W”的D級放大器采用了IR生產的耐壓為100V的GaN功率元件。IR在其PCIM展位上展示了D級放大器實機（圖4）。

　　GaN功率元件從2010年左右開始逐漸產品化，到2013年，供應商已經有約5家。元件廠商越來越多，但被實際用于產品的案例卻寥寥無幾。三星電子等大型設備廠商的采用或許將帶動GaN功率元件的普及。

　　Si基產品也有很多新產品及新技術

　　在PCIM上，不僅下一代功率半導體的飛躍式發展引人注目，使用現行材料Si的IGBT、MOSFET和功率模塊的新技術、新產品也紛紛亮相。英飛凌就借此次展會之機發布了多款新產品（圖5）。該公司在超結（SJ）構造的MOSFET（SJ MOSFET）和IGBT模塊領域擁有很高的份額。

　　圖5：Si功率元件的新產品和新技術接連發布

　　英飛凌發表了使用Si的超結MOSFET和IGBT的新產品（a，b）。

　　SJ MOSFET方面，英飛凌發布了號稱“導通電阻為業內最小”的“CoolMOS”系列新產品“C7”。這是該公司的第7代SJ MOSFET，耐壓為650V，采用TO-247封裝的品種的導通電阻為19mΩ，TO-220封裝品為45mΩ。

　　C7設想用于需要高速開關的用途，例如光伏發電系統、服務器、通信設備、UPS等。即便是在開關頻率為100kHz的用途，也能實現高效率。該產品已開始提供樣片，計劃2013年6月投入量產。

　　展出低損耗及高輸出功率的產品 在英飛凌的IGBT產品方面，處于提供樣片階段的“TRENCHSTOP5”系列的耐壓650V的品種已于2013年5月開始量產。該產品的特點在于損耗低。與該公司以往產品（耐壓為600V的“H3”）相比，關閉時的損耗大約減少了60％。柵電荷（Qg）也小于H3，還不到H3的一半。

　　IGBT模塊方面，該公司展出了面向車載設備的新產品“EconoDUAL3”系列。新產品的特點是輸出電流大于該公司以往產品，從過去的 450A擴大到了600A。電流的擴大是通過使用Cu線對IGBT進行鍵合、從而降低模塊內部導線電阻等方法實現的。該系列將從2013年第四季度開始提供樣片，在2014年下半年投入量產。

　　除此之外，英飛凌還公開了將增加使用TIM導熱膏的功率模塊產品的計劃，并展出了采用TIM的模塊。該公司表示，使用TIM后，功率模塊與散熱片之間的熱阻可以降低20％（注1）。

　　（注1）在功率模塊內部，功率元件（芯片）一般是用錫焊焊接在絕緣基板（DCB基板）上。DCB基板焊接在被稱作“底板”的金屬板上，半導體芯片散發的熱量透過DCB基板和底板傳遞到散熱片上釋放。而底板與散熱片之間的接合使用的就是TIM。