罗姆卓越SiC功率元器件小身形大市

07-17 17:27   
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近日,罗姆半导体(北京)有限公司技术中心所长水原德建先生在媒体沙龙上分享了有关SiC功率元器件市场动向和罗姆产品的战略规划。

碳化硅(SiC)三大特点

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据水原先生介绍,碳化硅(SiC)是由1:1的Si(硅)与C(碳)组合生成的一个化合物,其特点是坚硬,现在市面上最硬的是钻石,钻石的硬度为15,SiC硬度可达13。

以现在市场上常用半导体功率元器件材料Si、GaN、SiC做比较,可以看出SiC在物理特性上的优势,首先SiC的优势有击穿“场强度”强,耐电压更高,适合高压产品。其次,熔点与硅相比更高,可以耐硅温度的3倍以上,而且其电子饱和速度更快,可以做到更高频率的产品。 所以,SiC应用广泛,市场前景看好。

SiC的应用

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SiC优异的材料特性

SiC 目前用的最多是在光伏、服务器上;新能源汽车是发展中的市场,也是罗姆未来发展的主要市场。现在碳化硅以1700V、1200V为主,主要是车载的产品。以在风能上用的比较少一些,因为风能需要3300V,随着产品特性越来越好,未来在风能这块也将有很大的一个市场。

罗姆SiC产品系列

罗姆SiC产品主要有三种,第一种是SiC的SBD,罗姆的SiC肖特基现在主要是以第二代和第三代为主,第二代和第三代主要是以650V和1200V这种产品,从5A开始一直到40A的产品。

第二种SiC的MOS,也是主要以第二代和第三代为主生产,这个主要是以650V、1200V、1700V,如果用导通电阻来说,最小可以做到17毫欧,最大是大约一千毫欧左右,也就是说电流来说大约将近有100A,96A左右,这个大约是3-4A左右。

第三种是SiC的模块,主要是以半桥的方式,封装主要有市场用的比较多的C型、E型和G型,产品来说1200V和1700V为主,电流主要是以80A一直到600A。

罗姆产品的发展轨迹

SiC-SBD

1、体积:晶圆做大,由原来的4英寸转化为现在的6英寸2、封装:把封装做得越来越多元化。

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SiC-MOS

1、体积:晶圆越做越大;

2、电流电压做大;

3、封装:更多封装,比如像市场现在比较多的像TO-247是以3Pin,接下来的罗姆会推出TO-247的4Pin,在工控产品上可以更方便的去使用。

罗姆SiC–MOS的特点及优势

目前市场上SiC –MOS有两种结构的产品,一种是平面型栅极构造,另外一种是沟槽型栅极构造。罗姆的第二代SiC MOS采用平面型栅极构造,第三代产品采用沟槽型栅极构造,值得一提的是市场上仅有罗姆一家采用沟槽构造。

适合xEV的碳化硅方案

碳化硅协同栅极驱动为电动车与混动提供广泛的车载应用解决方案。主要应用在主驱逆变器、车载充电器和降压转换器上,目前主驱以IGBT为主,SiC应用正在研发中,预计2021年之后可以走向市场。

水原先生举了个案例就是Formula E,罗姆在2016年第三赛季开始与文图瑞Formula E车队进行官方技术合作。文图瑞赛车的逆变器在第二赛季的时候还是用的传统IGBT模块,在第三赛季的时候罗姆参与进来,用的是IGBT+SiC SBD,在第四赛季的时候这里面就用了罗姆的全SiC模块,SiC MOS+SiC SBD。相比第二赛季,第三赛季的逆变器整个重量减轻了两公斤,尺寸减少了19%,在第四赛季搭载全SiC之后,重量减轻了将近6公斤,尺寸减少了43%。

用于Formula-E的SiC技

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罗姆的战略规划

2018年业绩报告显示,2018年销售额为3989个亿日元。业务主要分为五大类,第一类汽车,第二类工控,第三类是海外的消费市场,第四类是日系的消费市场和第五类是数码市场。海外的消费类市场没有太大的变化。真正的增长主要是汽车电子和工控电子。15年前,罗姆当时是只有16%,而去年罗姆已经做到汽车电子和工控电子共47%的占比,计划2020年超过公司业务占比的一半,达到51%左右。电源、模拟、标准产品将重点发展。罗姆旨在建立能够长期稳定供货和对应需求变动的生产体制。

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罗姆各市场构成比例变化

随着罗姆技术力量和高品质产品,今后为汽车电子、工控等领域的发展做出积极地贡献。

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