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。

　　使SiC相關(guān)業(yè)務(wù)銷售額達到160億日元

　　羅姆計劃首先將全SiC模塊銷售到工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域。“效率高、外形尺寸小是得到采用的關(guān)鍵”（該公司）。雖然目前只有一款產(chǎn)品，不過為了使全SiC模塊廣泛用于光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)和鐵路領(lǐng)域等，羅姆打算擴充產(chǎn)品線。該公司表示，計劃在今后一年內(nèi)投產(chǎn)額定電壓為1200V、額定電流為300A的產(chǎn)品，以及額定電壓為1700V、額定電流為數(shù)百安培以上的產(chǎn)品。

　　除此之外，羅姆還在推進制作功率元件所需的SiC基板的大口徑化。因為口徑越大生產(chǎn)效率越高，有助于削減功率元件的成本。該公司還在其集團公司德國SiCrystal制造和銷售SiC基板。目前以口徑為4英寸的產(chǎn)品為主，預定2013年內(nèi)量產(chǎn)口徑為6英寸的產(chǎn)品，用于制造功率元件。

　　羅姆計劃通過上述SiC相關(guān)業(yè)務(wù)的強化措施來增加銷售額（圖2）。該公司2010年度SiC業(yè)務(wù)的銷售額為17億日元，2011年度預計為35億日元，計劃2012年度提高至50億日元，2014年度提高至160億日元。

　　圖2：計劃迅速擴大SiC相關(guān)業(yè)務(wù)

　　羅姆一直致力于SiC相關(guān)業(yè)務(wù)（a）。該業(yè)務(wù)2010年度的銷售額為17億日元，2011年度預計為35億日元，計劃2012年度提高至50億日元，2014年度提高至160億日元（b）。

　　將用途擴大到工業(yè)設(shè)備和鐵路領(lǐng)域

　　不僅是羅姆，其他日本企業(yè)也表現(xiàn)出了積極致力于SiC相關(guān)業(yè)務(wù)的態(tài)度。最近，SiC功率元件的應用范圍在不斷擴大。例如，富士電機將從2012年9月開始量產(chǎn)“日本國內(nèi)首款”（該公司）配備SiC二極管的工業(yè)逆變器，主要用于數(shù)據(jù)中心和水處理設(shè)施等中連續(xù)工作的空調(diào)產(chǎn)品及風扇的控制，備有輸出功率為5.5kW、7.5kW和11kW的三款機型。

　　鐵路領(lǐng)域方面，三菱電機、東芝和日立制作所分別在鐵路車輛的馬達逆變器中采用了SiC SBD。三菱電機的產(chǎn)品配備在了東京Metro地鐵的車輛上，已經(jīng)開始運行，目前正在評測中。

　　預計今后SiC的應用范圍還會進一步擴大，其中應用最多的將是電動汽車（EV）的充電用途。某SiC功率元件技術(shù)人員說道：“在定置型快速充電器內(nèi)的升壓電路，以及可利用家用電源充電的插電式混合動力車內(nèi)的受電部升壓電路方面存在需求。”。該技術(shù)人員認為，為削減電力損耗以及縮小產(chǎn)品尺寸，“最近1～2年，SiC二極管將得到廣泛采用”。