2018年5月11-13日，2018中國(guó)新能源車(chē)充電與驅(qū)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(jī)及其驅(qū)動(dòng)技術(shù)、電池技術(shù)、功率半導(dǎo)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(jì)金光半導(dǎo)體有限公司作為第三代半導(dǎo)體行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，就有關(guān)第三代半導(dǎo)體碳化硅在新能源汽車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用的做了報(bào)告。

2018中國(guó)新能源車(chē)充電與驅(qū)動(dòng)技術(shù)大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)

“世紀(jì)金光”是國(guó)內(nèi)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(nèi)極少數(shù)具備從材料制備、研發(fā)設(shè)計(jì)、流片封裝、測(cè)試應(yīng)用為一體的IDM企業(yè)。在以SiC、GaN為首的第三代半導(dǎo)體的時(shí)代，“世紀(jì)金光”始終堅(jiān)持設(shè)計(jì)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，同時(shí)采用技術(shù)和市場(chǎng)的“雙驅(qū)動(dòng)”的發(fā)展戰(zhàn)略，以達(dá)到優(yōu)化產(chǎn)品、匹配終端應(yīng)用的目的。器件技術(shù)發(fā)展的核心目標(biāo)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(dǎo)通壓降就成了研發(fā)的核心目標(biāo)。在本次報(bào)告中，“世紀(jì)金光”應(yīng)用部門(mén)負(fù)責(zé)人孫博韜，針對(duì)當(dāng)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(jì)金光”應(yīng)用工程師在大會(huì)上做報(bào)告

SBD類(lèi)技術(shù)具有開(kāi)關(guān)速度快的優(yōu)勢(shì)，無(wú)反向恢復(fù)時(shí)間，開(kāi)關(guān)損耗低的特性，而SiC材料技術(shù)的應(yīng)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(yīng)用中替代Si基FRD產(chǎn)品的主要器件技術(shù)。而現(xiàn)在主流的是采用MPS結(jié)構(gòu)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(nèi)部均流并抑制浪涌。目前，“世紀(jì)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(xiàn)反向漏電減小一個(gè)數(shù)量級(jí)，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(dāng)前主流應(yīng)用的電壓等級(jí)下，對(duì)于MOSFET器件的發(fā)展路線是不斷減低工藝線寬，以提升功率密度，因此“世紀(jì)金光”通過(guò)采用不斷降低工藝線寬，以及采用溝槽柵技術(shù)等國(guó)際主流技術(shù)解決該問(wèn)題，而現(xiàn)階段國(guó)際主要廠商采用的是槽柵技術(shù)。

同時(shí)報(bào)告還針對(duì)芯片可靠性設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和并聯(lián)應(yīng)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(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)是新能源汽車(chē)的三大核心部件，世界各國(guó)都在竭力降低這三大部件的體積和重量。電機(jī)驅(qū)動(dòng)由主回路和控制電路構(gòu)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(jī)驅(qū)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(jī)構(gòu)降低電機(jī)驅(qū)動(dòng)成本的研發(fā)重點(diǎn)。

現(xiàn)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(dá)到了其材料的本征極限。以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)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(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)，可以有效的實(shí)現(xiàn)電力電子系統(tǒng)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(xù)航里程、更小的系統(tǒng)體積、更高的熱穩(wěn)定性以及更安全方面的優(yōu)勢(shì)。目前，SiC SBD產(chǎn)品在車(chē)載充電機(jī)OBC中的應(yīng)用最為成熟，已經(jīng)大量用于其PFC單元中。未來(lái)隨著MOSFET及模塊產(chǎn)能的提升、高溫封裝以及驅(qū)動(dòng)技術(shù)的成熟，也會(huì)在DCDC、驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中得到爆發(fā)。隨著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(jì)金光”相信碳化硅功率器件必將在新能源等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。