SiC功率器件的技术市场走势

　　摘要：探讨了SiC的技术特点及其市场与应用。

　　近期，全球知名半导体制造商ROHM在清华大学内举办了以“SiC功率元器件技术动向和ROHM的SiC功率元器件产品”为主题的交流学习会。此次交流学习会上，ROHM在对比各种功率器件的基础上，对SiC元器件的市场采用情况和发展趋势做了分析，并对ROHM的SiC产品阵容、开发以及市场情况做了详尽的介绍。

　　各种功率器件的比较

　　功率元器件主要用于转换电源，包括四大类：逆变器、转换器(整流器)、直流斩波器DC/DC转换器、矩阵转换器(如图1)。

　　功率器件中最主要的指标之一是损耗，包括导通损耗(Econd)和开关损耗(Eon+Eoff)。理想地，人们希望损耗为零，但是不可能百分之百没有。

　　硅(Si)产品历经三十年左右的发展，出现了一个技术瓶颈，就是高温、高压、高频时损耗较大，需要寻找更好的器件来替代。2003年，美国Cree公司率先推出SiC产品，但当时市场上并没有很大的反响。2010年以后，业界开始对SiC产品真正关心，一些厂家推出了相关产品。

　　Si产品和SiC的区别如图2所示。可见，在高频时，Si-MOSFET和SiC-MOSFET性能较好，主要源于MOSFET构造上的优势。而IGBT中间的B代表Bipolar(双极)，T是Transistor(三极管)，即双极性三极管，可见IGBT是三极管结构，因此Si-IGBT的高频特性会差些。

　　从图2还可看出，SiC可以做到更高压。

　　总之，SiC产品可以做到更高频和更高压。

　　图2中还有新材料——氮化镓(GaN)。GaN最大优势是高频特性，比Si、SiC更好;但是GaN同样也有一个短板，就是做不了太高压。

　　图3所示为各种功率器件的应用领域。功率器件用得最多的地方是开关电源，开关电压较高的是600V，1200V已经是极限了。接下来的一个重要市场是车载，例如新能源汽车(EV/HEV)。此外，还有各种工业设备。