功率半导体作为新能源汽车的电池、电机、电控系统以及空调压缩机he心，将迎来量价齐升，数据统计显示，功率半导体单车价值有望从71美元提升至550美元左右。其中，SiC与IGBT在新能源的电动化和高压化趋势下备受关注。贾鹏指出，SiC和IGBT的目标市场都是大功率的功率变换产品，而SiC更注重于提高功率密度、减少体积和重量的场景，是新一代宽禁带半导体材料。当下SiC功率器件的性能优势明显，但由于目前的产能和价格限制，还没有大量在除新能源车之外的应用中采用，替代IGBT仍需时日。安森美的产品线同时包含SiC和IGBT，例如年内发布了1200V FS7系列IGBT和M3S系列的SiC MOSFET，FS7系列产品的低开关损耗可以实现更高的开关频率，提高功率密度，M3S系列产品具有更高的电流密度。未来安森美会继续拓展产品线，比如基于常见拓扑的模块，更低杂散电感的单管、更小的封装等产品。安森美汽车主驱功率模块产品线经理陆涛介绍，针对SiC，安森美已经发展了3代的平面结构的SiC MOSFET，也拥有了丰富的设计制造经验，封装和材料上安森美针对zui新的AQG324需求来设计，同时封装和材料等也针对200度的节温需求做了优化。图注：安森美汽车主驱功率模块产品线经理 陆涛
在本地化服务上，安森美在本地有苏州和深圳两家封装厂，这样可以更加贴近中国的客户。而且，安森美陆续与中国本土各汽车和能源基础设施客户签订战略合作协议，建立伙伴关系，以携手共赢，共同打造可持续的未来。在研发生产模式上，安森美目前采用Fab-lite模式，是一种介于Fabless和IDM之间、较为灵活的模式。安森美曾经具有庞大的生产设施，但从2021年后，决定向Fab-lite模式转移。这两年安森美进行了多次收购，也进行了多次资产出售，通过这种模式，减少安森美运营费用和低毛利业务，在2022年安森美达成了破纪录的83亿美元的全年收入，同比增长24%。在未来，安森美将继续发展汽车和工业领域的高端智能电源和智能感知业务，其中智能电源聚焦于SiC、硅电源（IGBT、FET）和功率IC。东芝电子元件（上海）有限公司半导体技术统括部/技术企划部gao级经理黄文源认为，碳化硅（SiC）不会全部取代IGBT，碳化硅和IGBT作为功率器件在竞争和融合中向前不断发展，在自身擅长的领域中取得份额。有时，这两种器件会结合成一种产品，达到zui佳的性价比。总体上看，碳化硅有相当的优势，尤其在汽车领域把碳化硅的技术进行快速迭代以后，未来还有光伏、风电等更大的市场可以期待。
图注：东芝电子元件（上海）有限公司半导体技术统括部/技术企划部gao级经理 黄文源
SiC与IGBT具有各自特点，决定了它们各自适合的应用领域以及未来的市场趋势，黄文源进一步解释：与硅（Si）相比，碳化硅（SiC）是一种介电击穿强度更大、饱和电子漂移速度更快且热导率更高的半导体材料。与硅器件相比，当用于半导体器件中时，碳化硅器件可以提供高耐压、高速开关和低导通电阻。鉴于该特性，其将成为有助于降低能耗和缩小系统尺寸的下一代低损耗器件。IGBT即绝缘栅双极型晶体管，是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。图注：SiC MOSFET的总体损耗相比IGBT模块降低80%（来源：东芝）
与IGBT模块相比，SiC MOSFET模块的低损耗特性可以降低总损耗（开关损耗%2B导通损耗）。高速开关和低损耗操作还有助于减小滤波器、变压器和散热器的尺寸，实现了紧凑、轻便的系统。这降低了逆变器系统的材料成本。此外，无风扇冷却系统的实现提高了可靠性和降低维护成本。新能源汽车、光伏风电、储能等电气设备对于半导体功率器件的要求，归根到底就是效率和成本的平衡。SiC的采用能提高系统效率，但会提高成本，但另一方面，效率的提高又有助于系统成本的降低，所以这是一种平衡关系，随着SiC生产工艺的提高和产量的增加，SiC器件的价格也会逐渐下降，这个平衡关系也会向着有利于SiC的方向发展，但这并不意味着SiC会完全替代IGBT，至少在可预见的将来这不会发生。目前IGBT还是zui主要的功率器件，碳化硅会逐渐替代一部分IGBT。但碳化硅也不一定在每种应用上都是zui佳选择。另外，IGBT本身也还在不断地被改良中。以东芝用于大型电源的功率因数校正（PFC）电路的650V分立IGBT——“GT30J65MRB”为例，其引入了zui新工艺，优化的沟槽结构确保了行业ling先的0.35mJ（典型值）的低开关损耗（关断损耗）。这是东芝首款用于60kHz以下PFC的IGBT，其可通过降低开关损耗（关断损耗）来确保更高的工作频率。东芝将继续扩大产品线，以充分适应市场趋势。东芝新推出了其第三代碳化硅（SiC）MOSFET产品，包括电压分别为650V和1200V的两款系列产品。东芝在第三代产品中内置了与SiCMOSFET内部寄生二极管并联的SiC肖特基势垒二极管（SBD），其正向电压（VF）低至1.35V（典型值），以抑制RDS(on)波动，从而提高可靠性。此外，与第2代产品相比，东芝先进的SiC工艺显著改善了单位面积导通电阻RonA，以及表征开关特性的性能指标Ron?Qgd。RonA降低了43%，Ron?Qgd降低了80%，开关损耗低了大约20%。东芝的碳化硅MOSFET具有高栅极阈值电压，有助于减少由于开关噪声而导致的误导通的可能性，可防止开关噪声引起的故障使得栅极驱动电路的设计变得简单。东芝第3代SiC MOSFET拥有更低的功耗，支持各种高功率密度应用，如开关电源（数据中心服务器、通信设备等）、不间断电源（UPS）、光伏逆变器、电动汽车充电站等。SiC肖特基势垒二极管（SBD）具有高反向电压额定值。除了提供具有较短反向恢复时间（trr）的SBD外，东芝还提供650V SBD，它具有结型肖特基势垒（JBS）结构，可提供开关电源所需的低泄漏电流（Ir）和高浪涌电流能力。这些器件有助于提高开关电源的效率。SiC MOSFET模块，是采用新型材料碳化硅（SiC）的功率半导体组合器件，在高速开关性能方面优于目前占据主流的硅（Si）功率半导体（IGBT），以及在高温环境中使用的其它硅（Si）功率半导体器件。满足了工业应用设备（如轨道车辆用逆变器和转换器以及光伏逆变器）对于更高额定电压和更大电流容量的需求。并且适合低损耗和小型化应用的要求。东芝采用TO-247封装的第3代碳化硅MOSFET已经在量产中，采用TO-247-4L封装的碳化硅MOSFET计划将于2023年开始量产，它将提供比采用TO-247封装更高的的开关速度。
优势物料：
25LC640A-I/SN
LM3429Q1MHX/ NOPB
TLD5099EP
联系电话：13267201027（张先生）
