隨著
羅姆半導體
的
SiC技術“上車”
速度越來越快,他們將產能擴大了
5倍
,2021年5月還提出了一個“大目標”——獲得
全球30%SiC市場
。
溝槽柵SiC MOSFET是羅姆實現這一目標的“殺手锏”之一,尤其是其第4代SiC MOSFET。
據透露,該產品在2020年完成開發,就已有超過30家公司詢價。近日在其官網上已發布了具體的產品陣容。
今天,我們就跟大家剖析一下,羅姆的第4代SiC MOSFET有哪些過人之處
2021年8月 吉利汽車集團與羅姆半導體集團締結以碳化硅為核心的戰略合作伙伴關系
1月10日,緯湃科技宣布,他們的
800V SiC逆變器
獲得了北美某汽車制造商的大訂單,訂單價值超
過72億
元人民幣。
“三代半風向”了解發現,緯湃的SiC技術首選供應商是
羅姆
。
根據緯湃2020年6月的公告,他們將與羅姆合作開發
800V和400V
SiC 逆變器解決方案,并計劃于2025 年開始生產
第一臺SiC逆變器
。
事實上,羅姆的SiC技術已經在
新能源汽車領域
“火力全開”。據了解,目前包括吉利以及北美某汽車制造商在內的眾多車企都已經采用了羅姆的SiC
器件
或SiC
襯底
。
車企之所以重視
羅姆的SiC MOSFET技術
,是因為他們在SiC器件技術的開發方面,一直保持先進地位。
2004年,羅姆就成功開發了SiC MOSFET原型,2010年在全球率先開始量產SiC MOSFET,2015年再一次在全球率先開始量產
溝槽柵SiC MOSFET
(第3代)。
此后,羅姆的溝槽柵SiC MOSFET技術繼續不斷精進,并于2020年完成開發第4代SiC MOSFET。據羅姆公司透露,2020年6月,“
1200V 第4代SiC MOSFET
”一經發布就大受歡迎,獲得了超過30家公司詢價。據“三代半風向”研究了解,羅姆的第4代SiC MOSFET具備3大優勢:
通常,為了滿足
更大電流
和
更低導通電阻
的需求,MOSFET存在芯片面積增大、寄生電容增加的趨勢,因而無法充分發揮SiC原有的高速開關特性。
羅姆的第4代SiC MOSFET,通過大幅降低柵漏電容(Cgd),成功使開關損耗比以往產品降低
約50%
。
因此,該產品用于
車載主驅逆變器
時,效率可以得到顯著提升。
與使用IGBT時相比,羅姆的第4代SiC MOSFET可將汽車
綜合電耗減少6
%,而在逆變器的高扭矩和低轉速范圍,這款產品可進一步降低電耗。
根據WLTC國際標準,在市區模式下,與IGBT相比,這款產品可將汽車電耗最高降低
10%
,因此非常有助于延長電動汽車的續航里程,并減少電池使用量,降低電動汽車的成本。
目前電池價格約為150美元/kWh,一輛75kWh的電動汽車,電池價格為1.125萬美元,
采用這款SiC MOSFET
后,在
同樣的續航里程
情況下,汽車電池成本大約可節省675美元(
約4265元
人民幣)。
眾所周知,SiC MOSFET在降低導通電阻方面一直存在一個挑戰,那就是如何兼顧存在此消彼長關系的
短路耐受時間
。
通常,短路耐受時間與
安全性
息息相關,性能較差的器件會在短路時,因異常發熱引起熱失控,最后導致損壞。
羅姆表示,他們除了通過采用溝槽結構來降低導通電阻,同時也一直致力于進一步提高溝槽柵SiC MOSFET的短路耐受時間。
在其第4代SiC MOSFET中,羅姆通過進一步改進了他們自有的
雙溝槽結構
,實現了
業界超低
的導通電阻。
據介紹,羅姆第4代SiC MOSFET在不犧牲主驅逆變器等要求的短路耐受時間的前提下,成功使導通電阻比以往產品降低
約40%
。
導通電阻更低,意味著羅姆的第4代SiC MOSFET有助于
車載逆變器
和各種開關電源等各種應用產品實現顯著的
小型化和更低功耗
。
驅動設計
一直是SiC MOSFET技術推廣的主要障礙之一,而羅姆的第4代SiC MOSFET可以幫助降低設計師的操作門檻。
據介紹,在MOSFET中,需要在器件ON時向晶體管的柵極施加一定量的電壓,這款SiC MOSFET不僅同樣具備跟第3代SiC MOSFET所支持的
18V
柵源驅動電壓(Vgs),還支持更容易處理的
15V
柵源驅動電壓,因此可與IGBT一起用來設計驅動電路(柵極驅動電路)。
目前,羅姆的第4代SiC MOSFET除了提供
裸芯片
之外,還有
分立封裝
的產品。其分立封裝產品已經完成了面向消費電子設備和工業設備應用的產品線開發,后續將逐步開發適用于
車載應用
的產品。
?應用指南(產品概要和評估信息、主驅逆變器、車載充電器、SMPS)
?設計模型(SPICE模型、PLECS模型、封裝和Foot Print等的3D CAD數據)
?主要應用中的仿真電路(ROHM Solution Simulator)