Inleiding: Galliumnitride (GaN) en siliciumcarbide (SiC) beschikken over uitstekende fysische materiaaleigenschappen voor halfgeleiders van de derde generatie, waardoor er veel ruimte is voor het verbeteren van de prestaties van vermogenselektronica. Als meest basale halfgeleidercomponent van het voedingssysteem hebben SiC-vermogenscomponenten de energie-efficiëntie aanzienlijk verbeterd in een breed scala aan militaire en civiele toepassingen, zoals elektrische voertuigen, hogesnelheidstreinen, aansluiting van zonne- en windenergie op het elektriciteitsnet, UPS-noodstroomvoorzieningen, elektromagnetische straling en andere gebieden, en zijn ze uitgegroeid tot de nieuwe favoriet op de markt voor nieuwe energie.    
           

Overleg vooraf.

Het belang van halfvermogenscomponenten van de derde generatie ligt in het verhogen van het vermogen, het verbeteren van de efficiëntie en het verkleinen van de afmetingen; dit is niet te negeren. Het land besteedt steeds meer aandacht aan de halfgeleidersector en ook de kapitaalmarkt begint er interesse in te tonen. Vooral in de huidige handelsoorlog is iedereen zich nog meer bewust van het belang van de onafhankelijke productie van vermogenscomponenten. Net als de noodzakelijke onderdelen in een spel, zijn vermogenscomponenten een onmisbaar element voor de synthese van artefacten. Tegenwoordig zijn er ook in China actieve bedrijven actief in de sector van halfvermogenscomponenten van de derde generatie. Zo heeft Pinejie Company bijvoorbeeld siliciumcarbide-vermogenscomponenten met uitstekende prestaties geproduceerd.  
Laten we de aspecten van de uitstekende prestaties van SiC eens formeel bespreken.  
           

Verlieswaarde van het vermogensapparaat

De belangrijkste indicator voor de prestaties van een elektrisch apparaat is niets minder dan het totale verlies, dat uit twee delen bestaat. Het ene deel isgeleidingsverlies(Geleidingsverlies) Een daarvan isschakelverliezen(Schakelverlies). Met andere woorden, hoe lager het verlies, hoe hoger de efficiëntie, wat resulteert in een kleiner formaat, een hogere efficiëntie en een lager gewicht, wat beter aansluit bij de behoeften van moderne toepassingen. Een belangrijke reden waarom de Tesla Model 3 bijvoorbeeld de prijs kon verlagen tot ongeveer 250,000 euro, is het gebruik van een SiC-oplossing. Deze oplossing verbeterde de batterijprestaties en verminderde de afmetingen en het gewicht, waardoor andere kosten werden verlaagd.

Om leveranciers van toepassingen en investeerders te helpen begrijpen hoe vermogenshalfgeleidercomponenten en hun belangrijkste parameters in de industrie worden vergeleken en geëvalueerd, zullen we ze hieronder horizontaal vergelijken en kort ingaan op de technische voor- en nadelen van de SiC MOSFET-componenten van elk bedrijf.  
           

                           Geen producten gevonden die aan je zoekcriteria voldoen

Bij de oudere generatie vermogenselektronica-toepassingen speelt geleidingsverlies een dominante rol vanwege de lage schakelfrequentie. Een van de grondleggers van deze industrie en academicus van de National Academy of Sciences.Professor Jayant B. Baliga(hierna Bashen genoemd) Al in 1989 werd een kwaliteitsfactor voorgesteld om het geleidingsverlies van vermogenscomponenten te evalueren.

(zie [i]), waarbij ε de diëlektrische constante van het halfgeleidermateriaal is en μ de elektronenmobiliteit,E_Cis het doorslagveld. Volgens de formule van Bashen, als we de BFM-factor van siliciummateriaal als 1 eenheid nemen, dan is de BFM-factor van SiC-materiaal 231 eenheden. Wat is het punt? Dit laat zien dat bij het maken van multisub-vermogenscomponenten (MOSFET's, Schottky-diodes, enz.) met dezelfde hoge spanning, de aanweerstand van SiC-materialen 230 keer kleiner is! Dit betekent dat het geleidingsverlies van SiC-componenten 230 keer kleiner is dan dat van siliciumcomponenten bij dezelfde stroomsterkte! De genormaliseerde BFM van GaN ten opzichte van silicium is 2097, en die van Ga2O3 is 6170! Samengevat in lekentaal: Ba Shen voorspelde dit al in de jaren 1980.De toekomst van vermogenshalfgeleiders zal ongetwijfeld worden gedomineerd door halfgeleiders met een brede bandgap.!
 

 

Afbeelding i
 
 

Jayant B. Baliga   
Met de ontwikkeling van de vermogenselektronica in de afgelopen 20 jaar is gebleken dat een hogere schakelfrequentie van schakelaars het gebruik van passieve componenten zoals condensatoren en spoelen in het circuit kan verminderen, en daarmee ook het volume en gewicht van het systeem. Naarmate de systeemfrequentie echter toeneemt, worden de schakelverliezen van de vermogenscomponenten steeds groter, en nemen de kosten en het volume van het benodigde koelsysteem navenant toe. Hierdoor kan het systeem niet significant verder worden geoptimaliseerd door de frequentie verder te verhogen. Een andere bekende professor,Alex Q. HuangIn 2004 stelde hij een kwaliteitsfactor voor die het geleidingsverlies en het schakelverlies van een apparaat op een alomvattende manier evalueert.

(zie [ii]), waarbij R_{ds, op}is de aan-weerstand van het apparaat, evenredig met het geleidingsverlies, Q_gdHet is de lading die is opgeslagen in de gate-naar-drain Miller-capaciteit van het apparaat en is evenredig met het schakelverlies. Tegelijkertijd, omdat R_{ds, op}Omgekeerd evenredig met het oppervlak van het apparaat, Q_gdIn verhouding tot het oppervlak van het apparaat compenseert hun product de impact van het oppervlak (of de kosten) van het apparaat, waardoor het totale verliesniveau van het apparaat bij hoge frequenties zichtbaar wordt. Simpel gezegd: hoe lager de HDFM-kwaliteitsfactor, hoe beter de algehele kwaliteit van het apparaat.Hoe kleiner het verlies, hoe hoger de efficiëntie. !
 
 

Alex Q. Huang  
Laten we met behulp van deze methode de productprestaties van de belangrijkste SiC MOSFET-leveranciers op de markt vergelijken:
     

fabriek	Infineon	Italiaanse wetgeving	Corey	Rome	Dennengaai	Een binnenlands merk
Oorsprong	Europa	Europa	USA	Japan	China	China
Technologie platform	eerste generatie loopgraaf	tweede generatie vliegtuig	derde generatie vliegtuig	derde generatie gracht	derde generatie vliegtuig	Nee? generatie vliegtuig
Rds, op (m?)	90	60	75	80	80	80
Qgd (nC)	5	35	20	25	9.3	54
	21.2	45.8	38.7	44.7	27.3	65.7
Genormaliseerde HDFM	1	2.16	1.83	2.11	1.29	3.10
*Bovenstaande gegevens zijn afkomstig van een openbaar te downloaden gegevensblad op internet.

Laten we eerst conclusies trekken aan de hand van deze vergelijkingstabel.Pinejie Semiconductor is een binnenlands merk dat al wereldwijd toonaangevend is in de planaire MOS-technologie en bovendien zeer dicht in de buurt komt van de trench MOS-technologie met zijn complexe processen!Onder ideale omstandigheden, voor hetzelfde toepassingsscenario, als Infineon's nieuwste CoolSiC-chip als referentiepunt wordt gebruikt en het totale stroomverbruik van de chip minimaal 10W bedraagt, dan is het stroomverbruik van Penjie's SiC MOSFET 12.9W, dat van Kerui's producten 18.3W, dat van STMicroelectronics en Rohm rond de 21W, en dat van een binnenlands merk 31W.

Conclusie

Gedreven door de elektrificatie van transportmiddelen, nieuwe infrastructuur en andere projecten, zullen siliciumcarbidecomponenten centraal komen te staan ​​in de strategische planning van grote energiecentrales. Tesla werkt volledig samen met STMicroelectronics en Volkswagen kiest voor Corey... Energiecentrales die de nieuwste technologie en productiecapaciteit van SiC-vermogenscomponenten kunnen benutten, zullen ongeëvenaarde strategische voordelen behalen.

Disclaimer: Dit artikel is overgenomen uit "Three and a Half Generations of Alchemists", een publicatie die de bescherming van intellectuele eigendomsrechten ondersteunt. Vermeld de oorspronkelijke bron en auteur van de herdruk. Neem bij inbreuk op het auteursrecht contact met ons op zodat we het artikel kunnen verwijderen.

Telefoonnummer van het bedrijf: +86-0755-83044319
Fax: +86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
Vraag: 3518641314 Manager Li

Vraag: 332496225 Manager Qiu

Adres: Kamer 809, Gebouw C, Zhantao Technologiegebouw, Minzhilaan 1079, Longhua Nieuw District, Shenzhen