WBG技術在現(xiàn)代大功率器件中的應用

化石燃料是一種有限的資源，一旦消耗殆盡，世界將面臨前所未有的能源危機。正因如此，電在我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷娑贾陵P重要。幾乎人人都了解汽車、公交車和卡車將成為電動車，但很少有人知道航空學正在取得類似的進展-最終導致電動飛機的出現(xiàn)。

清潔能源的使用給以可再生方式產(chǎn)生能源帶來了許多好處?？稍偕茉瓷a(chǎn)方法的數(shù)量和成熟程度正在增加，這意味著我們可以對其成為礦物燃料的可行和可持續(xù)替代品的能力充滿信心。

現(xiàn)在的重點正轉(zhuǎn)向兩個領域：第一，從可持續(xù)的來源產(chǎn)生更多的電力；第二，通過高效利用每瓦特功率以確保盡可能高效地利用電力。

在我們思考電力的方式發(fā)生這種變化的同時，幾乎所有電氣/電子設備使用的半導體器件中的材料也發(fā)生了類似的“巨大變化”。多年來，硅一直是主要材料，數(shù)十億美元投入數(shù)十年的增量改進中，從而交付了以前無法實現(xiàn)的設備。

然而，越來越明顯的是，硅達到其極限，現(xiàn)在被更強大、現(xiàn)代的材料取代，這些材料的性能優(yōu)于硅，特別是在電壓/電流容量、開關速度和減小的損耗方面，這確保它們更高效地使用電能。它們還提供更高的功率密度，這意味著隨著更高的功率方案成為趨勢，整體方案的外形尺寸不需要相應地增加。

寬禁帶（WBG）材料在許多應用中都具有優(yōu)勢，在現(xiàn)代大功率應用中尤其有價值，包括混合動力或全電動傳動系統(tǒng)的車輛。它們還用于發(fā)電領域，包括太陽能電池逆變器和風力渦輪機，以及更為傳統(tǒng)的領域如為工業(yè)電機供電等。

雖然WBG的出現(xiàn)給業(yè)界帶來了巨大的挑戰(zhàn)，包括對如二極管和MOSFET等半導體產(chǎn)品進行基本的重新設計，如開發(fā)更強固的封裝，以及完全重新設計這些器件的制造工藝，但WBG逐漸成為業(yè)界新產(chǎn)品設計的關鍵。

安森美半導體是該技術的先驅(qū)，已解決了許多挑戰(zhàn)，最近創(chuàng)建了最低導通電阻（RDSon）的 SiC MOSFET。此外，每年我領先于們都在擴增更多的新產(chǎn)品節(jié)點，并致力于下一代器件的開發(fā)，以持續(xù)在性能和產(chǎn)品陣容領先。安森美半導體認為垂直整合是為了向我們的客戶提供最好的產(chǎn)品。

如今，一些制造商正在重新設計IGBT驅(qū)動器與SiC MOSFET一起使用。由于硅IGBT和SiC MOSFET具有不同的襯底參數(shù)和不同的開關行為，因此該方法可能不是最佳方案。使用這種方法可能意味著WBG SiC器件將不會達到其峰值性能，大大抵消了轉(zhuǎn)向該技術的好處。

安森美半導體提供具有高度的靈活性和集成度的SiC門極驅(qū)動器，完全兼容市場上的任何SiC MOSFET。

除了二極管和MOSFET之類的器件，WBG技術還將在電源模塊領域產(chǎn)生重大的積極影響。充分證明了模塊在高功率（》 20kW）應用中的優(yōu)勢，并且隨著功率需求的增加，將需要WBG技術來滿足市場需求。

盡管這些模塊可能會保留其硅基前身的外形尺寸，但幾乎內(nèi)部設計的每個方面都將需要進行更改以采用新器件的特性。

隨著SiC器件與硅器件趨于成本平價，我們正處于這市場發(fā)展的一個關鍵點。安森美半導體在其中發(fā)揮主導作用，并在未來一段時間內(nèi)持續(xù)專注于通過全面垂直整合保持作為一家頂級SiC供應商。

審核編輯：郭婷