安森美: 打造可提供从衬底到模块的端到端SiC方案供应商

由于 SiC 具有更快的开关速度，因此对于某些拓扑结构，可缩减无源元器件如电感器的尺寸以降低系统尺寸和成本。光伏发电和大规模储能变得越来越重要，最终将取代所有的污染性能源。由于可再生能源目前仅占全球总发电量的一小部分，因此 SiC 将有长远的发展路向。随着电动车采用率的增加，充电桩将大规模部署，另外，SiC 最终还将成为电动车主驱逆变器的首选材料，因为它可减少车辆的整体尺寸和重量，且能效更高，可延长电池使用寿命。

安森美首席碳化硅专家，中国汽车OEM技术负责人 吴桐 博士

安森美 (onsemi) 在收购上游 SiC 供应企业 GTAT 后，实现了产业链的垂直整合，是世界上为数不多能提供从衬底到模块的端到端 SiC 方案供应商，包括 SiC 球生长、衬底、外延、器件制造、同类最佳的集成模块和分立封装方案。安森美的 SiC 策略侧重于电动车及充电桩、可再生能源等领域，提供 650 V 到 1 200 V SiC MOSFET、650 V 到 1 700 V SiC 二极管、混合 SiC 模块和全 SiC 模块。相比于其他厂家，安森美的 SiC 器件雪崩能量更高，损耗更小，因其使用更大尺寸的 die，从而降低 R_dson。

随着技术的成熟和成本问题的解决，电动车及其车 载充电器和其他车载电源系统对 SiC 的需求将越来越大。由储存在储能系统中的太阳能和风能支持的电动车充电基础设施将由电动车的强劲增长所推动。机器学习、云计算和在线服务需求带来的数据中心增长，将推动这 些数据中心使用基于 SiC 的更可靠的 UPS。安森美提供高能效、高性能的 SiC 方案，满足这些不同应用的需求。SiC MOSFET 的优点是高压器件的导通电阻相对而言比较低，开关速度比较快。高压小电流的情况下，导通电 阻比较低，从而提升能效，特别适用于电动车逆变器、车载充电 (OBC)、DC-DC 和直流快速充电桩，尤其是在 800 V 系统中，当功率超过 150 KW 以上时，SiC 的优势特别明显，整车效率提升，可以使得电动车的里程提升或者是减小电池的容量。减小的电池容量可以抵消由于 SiC 和 Si 功率元件的价差带来的成本上升。

SiC芯片可以工作在更高的温度(175 ℃至200 ℃)，结温超过 175 ℃的 SiC 方案将能在更高的功率密度下工作，从而比其硅基替代方案的性价比更高，有助于使系统设计人员能够更灵活地选择满足应用需求的最高性价比的方案。

氮化镓 (GaN) 和碳化硅 (SiC) 具有较高的电子迁移率和较高的能带隙，用它们制成的晶体管具有比硅基晶体管更高的击穿电压和更耐受高温，可以突破硅基器件的应用极限，开关速度更快，导通电阻更低，损耗更小，能效更高。GaN 的开关频率比 SiC 高得多，而 SiC 的可 靠性高于 GaN。SiC 通常用于更高压、更高功率的应用，如太阳能逆变器、电动车充电器和工业 AC-DC 等应用。 GaN 通常用于 650 V 以下的高开关频率应用，如蜂窝基站功率放大器、军用雷达、卫星发射器和通用射频放大等无线设备中。

(注：本文转载自《电子产品世界》2022年7月期)