2018年5月11-13日，2018中國新能源車(chē)充電與驅動(dòng)技術(shù)大會(huì )順利召開(kāi)，近600位行業(yè)專(zhuān)家學(xué)者齊聚深圳，就新能源汽車(chē)有關(guān)的電力電子技術(shù)、電機及其驅動(dòng)技術(shù)、電池技術(shù)、功率半導體技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的新理論、新技術(shù)、新成果及新工藝進(jìn)行深入交流與研討。北京世紀金光半導體有限公司作為第三代半導體行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，就有關(guān)第三代半導體碳化硅在新能源汽車(chē)領(lǐng)域應用的做了報告。

2018中國新能源車(chē)充電與驅動(dòng)技術(shù)大會(huì )現場(chǎng)

“世紀金光”是國內首家貫通碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈的高新技術(shù)企業(yè)，也是領(lǐng)域內極少數具備從材料制備、研發(fā)設計、流片封裝、測試應用為一體的IDM企業(yè)。在以SiC、GaN為首的第三代半導體的時(shí)代，“世紀金光”始終堅持設計技術(shù)、材料技術(shù)、以及工藝技術(shù)的相互協(xié)同發(fā)展、同步提升的路線(xiàn)，同時(shí)采用技術(shù)和市場(chǎng)的“雙驅動(dòng)”的發(fā)展戰略，以達到優(yōu)化產(chǎn)品、匹配終端應用的目的。器件技術(shù)發(fā)展的核心目標是提升控制功率密度，因此如何進(jìn)一步提升擊穿電壓和降低導通壓降就成了研發(fā)的核心目標。在本次報告中，“世紀金光”應用部門(mén)負責人孫博韜，針對當前主流的SiC SBD器件和SiC MOSFET的器件技術(shù)的發(fā)展，做了較詳盡的分享。

“世紀金光”應用工程師在大會(huì )上做報告

SBD類(lèi)技術(shù)具有開(kāi)關(guān)速度快的優(yōu)勢，無(wú)反向恢復時(shí)間，開(kāi)關(guān)損耗低的特性，而SiC材料技術(shù)的應用，使其同時(shí)具備了擊穿電壓高和開(kāi)關(guān)速度快的特點(diǎn)，是在中高壓應用中替代Si基FRD產(chǎn)品的主要器件技術(shù)。而現在主流的是采用MPS結構的SBD器件技術(shù)，該技術(shù)可以有效降低表面電場(chǎng)，提升電流注入效率，解決SBD器件內部均流并抑制浪涌。目前，“世紀金光”全系列SBD產(chǎn)品均采用了MPS技術(shù)，典型產(chǎn)品可實(shí)現反向漏電減小一個(gè)數量級，正向壓降降低了約0.1V，該系列產(chǎn)品已經(jīng)在今年慕尼黑電子展上發(fā)布。

在MOSFET器件方面，SiC MOSFET具備比IGBT更快的開(kāi)關(guān)速度以及更小的開(kāi)關(guān)損耗。在當前主流應用的電壓等級下，對于MOSFET器件的發(fā)展路線(xiàn)是不斷減低工藝線(xiàn)寬，以提升功率密度，因此“世紀金光”通過(guò)采用不斷降低工藝線(xiàn)寬，以及采用溝槽柵技術(shù)等國際主流技術(shù)解決該問(wèn)題，而現階段國際主要廠(chǎng)商采用的是槽柵技術(shù)。

同時(shí)報告還針對芯片可靠性設計、驅動(dòng)設計和并聯(lián)應用分析做了簡(jiǎn)要介紹。

碳化硅，為新能源行業(yè)添動(dòng)力！

電池、電機、電機驅動(dòng)是新能源汽車(chē)的三大核心部件，世界各國都在竭力降低這三大部件的體積和重量。電機驅動(dòng)由主回路和控制電路構成，而主回路部分的體積和重量約占總體的85%，功率器件是主回路的核心。在影響電機驅動(dòng)體積與重量的各部件中，功率器件所占的比重超過(guò)65%。因此，圍繞功率器件進(jìn)一步提高功率密度成為世界各研發(fā)機構降低電機驅動(dòng)成本的研發(fā)重點(diǎn)。

現有車(chē)用控制器普遍采用硅芯片，經(jīng)過(guò)20多年的技術(shù)開(kāi)發(fā)已經(jīng)十分成熟，在許多方面已逼近甚至達到了其材料的本征極限。以碳化硅為代表的第三代半導體功率器件因具備諸如高功率密度、低功率損耗以及良好的高溫穩定性等優(yōu)勢，可以有效的實(shí)現電力電子系統的高效率、小型化和輕量化，因此可以為新能源汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)更高的續航里程、更小的系統體積、更高的熱穩定性以及更安全方面的優(yōu)勢。目前，SiC SBD產(chǎn)品在車(chē)載充電機OBC中的應用最為成熟，已經(jīng)大量用于其PFC單元中。未來(lái)隨著(zhù)MOSFET及模塊產(chǎn)能的提升、高溫封裝以及驅動(dòng)技術(shù)的成熟，也會(huì )在DCDC、驅動(dòng)應用中得到爆發(fā)。隨著(zhù)碳化硅材料及其功率器件制備技術(shù)的不斷成熟，成本和可靠性的不斷優(yōu)化，“世紀金光”相信碳化硅功率器件必將在新能源等領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用前景。