Beberapa hari yang lalu, Encik Chen Ziying, Pengarah Pemasaran Bahagian Kawalan Kuasa Perindustrian Infineon, Greater China, dan Encik Cheng Wentao, Bahagian Kuasa dan Penderiaan Teknologi Infineon, Pengarah Pemasaran Aplikasi Greater China, membincangkan nilai semikonduktor generasi ketiga teknologi dan pembangunan industri dalam temu bual media. Tafsiran mendalam tentang trend teknologi dan teknologi.
Dalam era pasca Moor, di satu pihak, masyarakat manusia mengejar peningkatan kualiti hidup dengan teknologi seperti Internet Segala-galanya, kecerdasan buatan, data besar, bandar pintar, dan pengangkutan pintar, dan kepesatan pembangunan. sedang memecut. Sebaliknya, memperbaiki keadaan iklim global melalui kehidupan rendah karbon semakin menjadi persetujuan semua orang.
Pada masa ini, kira-kira satu pertiga daripada permintaan tenaga global ialah permintaan elektrik. Permintaan tenaga yang semakin meningkat, kehabisan sumber bahan api fosil secara beransur-ansur, dan perubahan iklim memerlukan kita mencari pengeluaran, penghantaran dan pengedaran tenaga yang lebih bijak dan cekap. , Penyimpanan dan penggunaan.
Dalam keseluruhan rantaian penukaran tenaga, potensi penjimatan tenaga teknologi semikonduktor generasi ketiga boleh memberi sumbangan besar untuk mencapai matlamat penjimatan tenaga global jangka panjang. Di samping itu, produk dan penyelesaian jurang jalur yang luas adalah kondusif untuk meningkatkan kecekapan, meningkatkan ketumpatan, mengurangkan saiz, mengurangkan berat dan mengurangkan jumlah kos. Oleh itu, ia akan digunakan secara meluas dalam pengangkutan, pusat data, bangunan pintar, peralatan rumah, peranti elektronik peribadi, dll. Menyumbang kepada peningkatan kecekapan tenaga dalam senario aplikasi.
Sebagai contoh, dalam aplikasi sistem elektronik kuasa, peranti kuasa berkelajuan tinggi dengan voltan tahan melebihi 1200V telah dijangka muncul. Peranti sedemikian ialah MOSFET bukan SiC' hari ini. MOSFET silikon digunakan terutamanya dalam medan kuasa rendah dan sederhana di bawah 650V.
Sebagai tambahan kepada kelajuan tinggi, silikon karbida juga mempunyai ciri-ciri kekonduksian terma yang tinggi, kekuatan medan pecahan tinggi, kadar hanyutan elektron tepu yang tinggi, dsb., dan amat sesuai untuk aplikasi yang memerlukan suhu tinggi, kuasa tinggi, tekanan tinggi, frekuensi tinggi. , dan keadaan yang keras seperti rintangan sinaran. .
Ketumpatan kuasa adalah satu lagi aspek penting nilai teknologi peranti. Kawasan cip SiC MOSFET jauh lebih kecil daripada IGBT. Sebagai contoh, saiz 100A/1200V SiC MOSFET ialah kira-kira satu perlima daripada jumlah IGBT dan diod roda bebas. Oleh itu, dalam ketumpatan kuasa tinggi dan aplikasi pemacu motor berkelajuan tinggi, nilai MOSFET SiC boleh dicerminkan dengan baik, termasuk MOSFET SiC 650V.
Dari segi rintangan voltan tinggi, peranti berkelajuan tinggi SiC voltan tinggi melebihi 1200V boleh meningkatkan prestasi sistem dan ketumpatan kuasa sistem dengan meningkatkan frekuensi pensuisan sistem. Berikut adalah dua contoh:
· Untuk unit kuasa cerucuk pengecas DC kenderaan elektrik, jika Si MOSFET digunakan, LLC dua peringkat perlu disambungkan secara bersiri, dan litarnya menjadi rumit. Jika SiC MOSFET digunakan, LLC satu peringkat boleh direalisasikan, yang sangat meningkatkan kuasa unit tunggal unit kuasa cerucuk pengecasan.
· Untuk bekalan kuasa flyback dalam sistem tiga fasa, 1700V SiC MOSFET juga merupakan penyelesaian yang sempurna. Berbanding dengan MOSFET silikon 1500V, kerugian boleh dikurangkan sebanyak 50% dan kecekapan boleh ditingkatkan sebanyak 2.5%.
Dari segi kebolehpercayaan dan jaminan kualiti, peranti SiC mempunyai dua jenis: pintu satah dan pintu parit. Pintu parit Infineon SiC MOSFET boleh mengelakkan masalah kebolehpercayaan pintu oksida pintu satah, dan ketumpatan kuasa juga lebih tinggi.
Justru kerana ciri-ciri cemerlang SiC MOSFET inilah ia mempunyai aplikasi yang sepadan dalam penyongsang fotovoltaik, UPS, ESS, pengecasan kenderaan elektrik, sel bahan api, pemacu motor dan kenderaan elektrik.
Walau bagaimanapun, adakah silikon karbida akan menjadi penyelesaian muktamad untuk semua aplikasi?
Seperti yang kita sedia maklum, teknologi IGBT, wakil semikonduktor kuasa berasaskan silikon, telah menghadapi beberapa kesukaran untuk meningkatkan lagi prestasi. Kehilangan pensuisan dan pengurangan penurunan voltan tepu pengaliran adalah dihadkan bersama, dan ruang untuk mengurangkan kerugian dan meningkatkan kecekapan semakin kecil, jadi industri telah mula berharap bahawa SiC boleh menjadi teknologi yang mengganggu. Namun, pandangan ini tidak begitu menyeluruh. Pertama sekali, teknologi IGBT berasaskan silikon yang diwakili oleh Infineon juga sedang berkembang. TRENCHSTOP™5 dan IGBT7 menggunakan teknologi parit mikro merupakan pencapaian baharu. Dengan kemajuan teknologi pembungkusan, prestasi dan ketumpatan kuasa peranti IGBT semakin meningkat. lebih tinggi. Pada masa yang sama, produk yang dibangunkan untuk aplikasi yang berbeza boleh dioptimumkan khas untuk meningkatkan prestasi peranti silikon dalam sistem, dengan itu meningkatkan prestasi sistem dan keberkesanan kos. Oleh itu, proses pembangunan semikonduktor generasi ketiga mesti disertakan dengan peranti silikon. Pada masa yang sama dengan perkembangan teknologi, terdapat juga pertimbangan untuk faktor nilai komersial berskala besar untuk aplikasi yang berbeza. Peranti generasi ketiga dijangka akan digunakan dalam semua aplikasi tidak lama lagi. Adalah tidak realistik untuk menggantikan peranti silikon di tempat kejadian.
