Há poucos dias, o Sr. Chen Ziying, Diretor de Marketing da Divisão de Controle de Energia Industrial da Infineon, Grande China, e o Sr. Cheng Wentao, Divisão de Tecnologia de Energia e Detecção da Infineon, Diretor de Marketing de Aplicativos da Grande China, discutiram o valor do semicondutor de terceira geração tecnologia e desenvolvimento industrial em entrevista à mídia. Interpretação aprofundada de tecnologia e tendências tecnológicas.
Na era pós-moura, por um lado, a sociedade humana busca a melhoria da qualidade de vida com tecnologias como a Internet de Todas as Coisas, inteligência artificial, big data, cidades inteligentes e transporte inteligente e o ritmo de desenvolvimento está acelerando. Por outro lado, melhorar as condições climáticas globais por meio de uma vida com baixo teor de carbono tem se tornado cada vez mais o consenso de todos.
Atualmente, cerca de um terço da demanda global de energia é a demanda de eletricidade. A crescente demanda de energia, o esgotamento gradual dos recursos de combustíveis fósseis e as mudanças climáticas exigem que encontremos uma produção, transmissão e distribuição de energia mais inteligente e eficiente. , Armazenamento e uso.
Em toda a cadeia de conversão de energia, o potencial de economia de energia da tecnologia de semicondutores de terceira geração pode dar uma grande contribuição para atingir as metas globais de economia de energia de longo prazo. Além disso, os produtos e soluções de amplo bandgap conduzem ao aumento da eficiência, aumento da densidade, redução do tamanho, redução do peso e redução dos custos totais. Portanto, serão amplamente utilizados em transportes, data centers, edifícios inteligentes, eletrodomésticos, dispositivos eletrônicos pessoais, etc. Contribuem para a melhoria da eficiência energética nos cenários de aplicação.
Por exemplo, na aplicação de sistemas eletrônicos de potência, espera-se que dispositivos de alta velocidade com tensões resistentes acima de 1200 V apareçam. Esses dispositivos são hoje MOSFETs não-SiC do'. O MOSFET de silício é usado principalmente no campo de baixa e média potência abaixo de 650V.
Além de alta velocidade, o carboneto de silício também tem as características de alta condutividade térmica, alta força de campo de degradação, alta taxa de deriva de elétrons saturados, etc., e é especialmente adequado para aplicações que requerem alta temperatura, alta potência, alta pressão, alta frequência e condições adversas, como resistência à radiação. .
A densidade de potência é outro aspecto importante do valor da tecnologia do dispositivo. A área do chip do SiC MOSFET é muito menor do que a do IGBT. Por exemplo, o tamanho do SiC MOSFET 100A / 1200V é cerca de um quinto da soma do IGBT e do diodo de rotação livre. Portanto, em aplicações de acionamento de motor de alta densidade e alta velocidade, o valor dos MOSFETs SiC pode ser bem refletido, incluindo MOSFETs SiC 650V.
Em termos de resistência de alta tensão, dispositivos de alta velocidade SiC de alta tensão acima de 1200 V podem melhorar o desempenho do sistema e a densidade de energia do sistema, aumentando a frequência de chaveamento do sistema. Aqui estão dois exemplos:
· Para a unidade de energia da pilha de carregamento DC de veículos elétricos, se o Si MOSFET for usado, os LLCs de dois estágios precisam ser conectados em série e o circuito é complicado. Se o SiC MOSFET for usado, um LLC de estágio único pode ser realizado, o que aumenta muito a potência de unidade única da unidade de energia da pilha de carregamento.
· Para a fonte de alimentação flyback em um sistema trifásico, 1700V SiC MOSFET também é uma solução perfeita. Comparado com o MOSFET de silício de 1500 V, a perda pode ser reduzida em 50% e a eficiência pode ser aumentada em 2,5%.
Em termos de confiabilidade e garantia de qualidade, os dispositivos SiC têm dois tipos: comporta planar e comporta de trincheira. O SiC MOSFET da porta da trincheira da Infineon pode evitar o problema de confiabilidade do óxido da porta da porta planar, e a densidade de potência também é maior.
É precisamente por causa dessas excelentes propriedades do SiC MOSFET que ele tem aplicações correspondentes em inversores fotovoltaicos, UPS, ESS, carregamento de veículos elétricos, células de combustível, acionamentos motorizados e veículos elétricos.
No entanto, o carboneto de silício se tornará a solução definitiva para todas as aplicações?
Como todos sabemos, a tecnologia IGBT, um representante dos semicondutores de potência à base de silício, encontrou algumas dificuldades para melhorar ainda mais o desempenho. A perda de chaveamento e a redução da queda de tensão de saturação de condução são mutuamente restritas, e o espaço para reduzir perdas e melhorar a eficiência está cada vez menor, então a indústria começou a esperar que o SiC possa se tornar uma tecnologia disruptiva. No entanto, essa visão não é muito abrangente. Em primeiro lugar, a tecnologia de IGBTs à base de silício representada pela Infineon também está progredindo. TRENCHSTOP ™ 5 e IGBT7 usando tecnologia de micro-valas são novos marcos. Com o avanço da tecnologia de empacotamento, o desempenho e a densidade de energia dos dispositivos IGBT estão aumentando. Superior. Ao mesmo tempo, produtos desenvolvidos para diferentes aplicações podem ser especialmente otimizados para melhorar o desempenho dos dispositivos de silício no sistema, melhorando assim o desempenho do sistema e a relação custo-benefício. Portanto, o processo de desenvolvimento de semicondutores de terceira geração deve ser acompanhado por dispositivos de silício. Ao mesmo tempo que o desenvolvimento da tecnologia, há também considerações para fatores de valor comercial em grande escala para diferentes aplicações. A expectativa é que os dispositivos de terceira geração sejam usados em breve em todas as aplicações. Não é realista substituir dispositivos de silício em cena.
