Prije nekoliko dana, g. Chen Ziying, direktor marketinga Infineon Industrial Power Control Division, Greater China, i g. Cheng Wentao, Infineon Technology Power and Sensing Division, Application Marketing Director of Greater China, raspravljali su o vrijednosti treće generacije poluvodiča tehnologije i industrijskog razvoja u intervjuu za medije. Dubinsko tumačenje tehnologije i tehnoloških trendova.
U postmavrovskoj eri, s jedne strane, ljudsko društvo teži poboljšanju kvalitete života s tehnologijama kao što su Internet svega, umjetna inteligencija, veliki podaci, pametni gradovi i inteligentni prijevoz te tempom razvoja se ubrzava. S druge strane, poboljšanje globalnih klimatskih uvjeta kroz život s niskim udjelom ugljika sve više postaje konsenzus svih.
Trenutačno, oko jedne trećine globalne potražnje za energijom je potražnja za električnom energijom. Sve veća potražnja za energijom, postupno iscrpljivanje resursa fosilnih goriva i klimatske promjene zahtijevaju od nas da pronađemo pametniju i učinkovitiju proizvodnju, prijenos i distribuciju energije. , Čuvanje i korištenje.
U cijelom lancu pretvorbe energije potencijal za uštedu energije treće generacije poluvodičke tehnologije može dati veliki doprinos postizanju dugoročnih globalnih ciljeva uštede energije. Osim toga, proizvodi i rješenja sa širokim pojasnim razmakom doprinose poboljšanju učinkovitosti, povećanju gustoće, smanjenju veličine, smanjenju težine i smanjenju ukupnih troškova. Stoga će se široko koristiti u prijevozu, podatkovnim centrima, pametnim zgradama, kućanskim aparatima, osobnim elektroničkim uređajima itd. Pridonijeti poboljšanju energetske učinkovitosti u scenarijima primjene.
Na primjer, u primjeni energetskih elektroničkih sustava očekivala se pojava brzih energetskih uređaja s otpornim naponima iznad 1200V. Takvi uređaji su današnji's ne-SiC MOSFET-i. Silicijski MOSFET se uglavnom koristi u polju male i srednje snage ispod 650V.
Osim velike brzine, silicij karbid također ima karakteristike visoke toplinske vodljivosti, velike jakosti probojnog polja, velike brzine zasićenog pomaka elektrona itd., a posebno je prikladan za aplikacije koje zahtijevaju visoku temperaturu, veliku snagu, visoki tlak, visoke frekvencije , te teškim uvjetima kao što je otpornost na zračenje. .
Gustoća snage još je jedan važan aspekt vrijednosti tehnologije uređaja. Površina čipa SiC MOSFET-a je mnogo manja od IGBT-a. Na primjer, veličina 100A/1200V SiC MOSFET-a je oko jedne petine zbroja IGBT i diode slobodnog hoda. Stoga, u aplikacijama velike gustoće snage i brzih motornih pogona, vrijednost SiC MOSFET-a može se dobro odraziti, uključujući 650V SiC MOSFET-ove.
Što se tiče otpornosti na visoki napon, visokonaponski SiC uređaji velike brzine iznad 1200 V mogu poboljšati performanse sustava i gustoću snage sustava povećanjem frekvencije prebacivanja sustava. Evo dva primjera:
· Za pogonsku jedinicu istosmjerne gomile za punjenje električnih vozila, ako se koristi Si MOSFET, dvostupanjski LLC-i moraju biti spojeni u seriju, a sklop je kompliciran. Ako se koristi SiC MOSFET, može se realizirati jednostupanjski LLC, što uvelike povećava snagu jedne jedinice pogonske jedinice punjača.
· Za povratno napajanje u trofaznom sustavu, 1700V SiC MOSFET također je savršeno rješenje. U usporedbi s 1500V silicijevim MOSFET-om, gubitak se može smanjiti za 50%, a učinkovitost se može povećati za 2,5%.
U smislu pouzdanosti i osiguranja kvalitete, SiC uređaji imaju dvije vrste: ravninska vrata i vrata rova. SiC MOSFET Infineonov trench gate može dobro izbjeći problem pouzdanosti oksidnih vrata ravnih vrata, a gustoća snage je također veća.
Upravo zbog ovih izvrsnih svojstava SiC MOSFET-a ima odgovarajuću primjenu u fotonaponskim inverterima, UPS-u, ESS-u, punjenju električnih vozila, gorivnim ćelijama, motornim pogonima i električnim vozilima.
Međutim, hoće li silicij karbid postati ultimativno rješenje za sve primjene?
Kao što svi znamo, IGBT tehnologija, predstavnik energetskih poluvodiča na bazi silicija, naišla je na određene poteškoće u daljnjem poboljšanju performansi. Preklopni gubitak i smanjenje pada napona zasićenja vodljivosti međusobno su ograničeni, a prostor za smanjenje gubitaka i poboljšanje učinkovitosti je sve manji i manji, pa se industrija počela nadati da bi SiC mogao postati disruptivna tehnologija. Međutim, ovo gledište nije baš sveobuhvatno. Prije svega, napreduje i tehnologija IGBT baziranih na siliciju koju predstavlja Infineon. TRENCHSTOP™5 i IGBT7 koji koriste tehnologiju mikro-rovova nove su prekretnice. S napretkom tehnologije pakiranja povećavaju se performanse i gustoća snage IGBT uređaja. Viša. Istodobno, proizvodi razvijeni za različite primjene mogu se posebno optimizirati za poboljšanje performansi silikonskih uređaja u sustavu, čime se poboljšavaju performanse sustava i isplativost. Stoga proces razvoja poluvodiča treće generacije moraju biti popraćeni silikonskim uređajima. Istodobno s razvojem tehnologije, također se razmatraju čimbenici velike komercijalne vrijednosti za različite primjene. Očekuje se da će se uređaji treće generacije uskoro koristiti u svim aplikacijama. Nerealno je zamijeniti silikonske uređaje u sceni.
