日本的SiC相關(guān)業(yè)務(wù)目前正在迅速增長。SiC與現(xiàn)有的硅(Si)相比可大幅削減電力損耗,因此作為新一代功率半導(dǎo)體材料備受關(guān)注。但此前,SiC功率元件在成本和特性方面還存在一些問題,因此只在部分用途得到了采用。為改善這種狀況,以日本企業(yè)為中心,擴大SiC相關(guān)業(yè)務(wù)的動向日益活躍。
其中比較積極的是羅姆公司。該公司是首家投產(chǎn)SiC肖特基勢壘二極管(SBD)和SiC MOSFET的日本企業(yè)。而且,羅姆還宣布從2012年3月開始“全球首次量產(chǎn)”晶體管和二極管都采用SiC的“全SiC”功率模塊(以下簡稱全SiC模塊)(圖1)。
圖1:開始量產(chǎn)全SiC功率模塊
配備SiC SBD和SiC MOSFET的全SiC功率模塊的額定電壓為1200V,額定電流為100A。(攝影:(a)羅姆)
在二極管中采用SiC的產(chǎn)品此前就有,但連晶體管也采用SiC的模塊此次還是首次實現(xiàn)產(chǎn)品化。羅姆介紹說,之所以能率先量產(chǎn)全SiC模塊,“主要是因為已經(jīng)投產(chǎn)了SiC MOSFET”。截至2012年3月,銷售SiC MOSFET的企業(yè)只有美國的科銳和日本的羅姆。
羅姆的全SiC模塊通過在二極管和晶體管兩種元件中采用SiC,大幅削減了電力損耗。與采用硅IGBT的功率模塊相比,可將開關(guān)損耗減小85%。
此外,還可實現(xiàn)100kHz以上的高速開關(guān),開關(guān)頻率是硅IGBT模塊的10多倍。
目前,羅姆量產(chǎn)的全SiC模塊只有額定電壓為1200V、額定電流為100A的一款產(chǎn)品。據(jù)羅姆介紹,雖然額定電流只有100A,但由于實現(xiàn)了高速開關(guān)和低損耗,可以替換額定電流為200~400A的硅IGBT模塊。替換400A級的硅IGBT模塊時,估計體積能削減約50%。
羅姆介紹說,全SiC模塊的價格目前還很高,是硅IGBT模塊的“3~5倍” ,但計劃在數(shù)年內(nèi)將價格降至硅IGBT模塊的2倍左右。
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