In 2020, toen de meeste fabrikanten van snelladers de markt voor 65W galliumnitride snelladen nog aan het verkennen waren,Baseus was de pionier in de branche met de eerste 120W snellader op basis van galliumnitride en siliciumcarbide.Het was dit product dat "snelladen met siliciumcarbide" voor het eerst van een idee tot een realiteit maakte, waarmee de weg werd vrijgemaakt voor commercieel gebruik van siliciumcarbide op het gebied van snelladen.

vervolgensMOMAX,REMAXAndere fabrikanten volgden dit voorbeeld en brachten diverse snelladers van 100 watt op basis van siliciumcarbide op de markt, waardoor steeds meer mensen in de branche en consumenten een beter begrip van siliciumcarbide hebben gekregen.

1. Officiële aankondiging: Siliciumcarbide is opgenomen in het 14e vijfjarenplan.

Op 13 maart 2021 publiceerde Xinhuanet "Het veertiende vijfjarenplan voor de nationale economische en sociale ontwikkeling van de Volksrepubliek China en de schets van de langetermijndoelen voor 2035". Op het gebied van "geïntegreerde schakelingen" wordt siliciumcarbide genoemd.galliumnitrideHalfgeleiders met een brede bandkloof moeten ontwikkeld worden.

Siliciumcarbide en galliumnitride zijn beide halfgeleidermaterialen van de derde generatie met een brede bandgap. Het feit dat ze opgenomen kunnen worden in het "14e Vijfjarenplan" toont aan dat hun belang is toegenomen tot nationaal niveau. Ik ben ervan overtuigd dat het land met de hulp van de overheid snel een gunstig klimaat zal creëren voor de ontwikkeling van halfgeleiders van de derde generatie, en dat de vooruitzichten veelbelovend zijn.

2. Voordelen van siliciumcarbide voor snelladen

Siliciumcarbide (SiC) is een verbinding van koolstof en silicium. Siliciumcarbide-eenkristallen worden momenteel vervaardigd met behulp van de fysische damptransportmethode (PVT). Bij hoge temperaturen van meer dan 2000 °C worden koolstofpoeder en siliciumpoeder door middel van hoge temperatuur afgebroken tot atomen, die vervolgens door middel van temperatuurregeling op een siliciumcarbide-kiemkristal worden afgezet om siliciumcarbidekristallen te vormen.

Als halfgeleidermateriaal van de derde generatie heeft siliciumcarbide (SiC) een hogere diëlektrische doorslagsterkte, een snellere verzadigde elektronendriftsnelheid en een hogere thermische geleidbaarheid dan silicium (Si). Daarom hebben siliciumcarbidecomponenten in halfgeleiderapparaten eigenschappen zoals een hoge doorslagspanning, snelle schakeling, lage aanweerstand en een hoog rendement, wat bijdraagt ​​aan een lager energieverbruik en een kleinere systeemomvang.

Siliciumcarbide kan breed worden toegepast in elektrische voertuigen, omvormers, spoorwegen, zonne-energie, windenergie, voedingen voor consumenten en andere gebieden. De afgelopen jaren is, met de popularisering van USB PD-snellaadtechnologie en de volwassenwording van galliumnitridetechnologie, de markt voor snelladers met hoog vermogen geleidelijk aan ontstaan. Siliciumcarbidediodes doen ook hun intrede op de markt voor voedingen voor consumenten en worden gebruikt in diverse snellaadsystemen met een vermogen van honderden watt, waardoor snelladers efficiënter en compacter worden.

Charging Head Network heeft vernomen dat onder de producten met een hoog vermogen en snellaadfunctie,Siliciumcarbidediodes worden voornamelijk gebruikt voor het gelijkrichten van de PFC-trap.In combinatie met galliumnitride-vermogenscomponenten kan de werkfrequentie van het PFC-niveau worden verhoogd van minder dan 100 kHz bij traditioneel snelladen tot 300 kHz. Hierdoor wordt het volume van de boost-inductor verkleind, een ontwerp met een hoge vermogensdichtheid mogelijk gemaakt en de efficiëntie van de voeding aanzienlijk verbeterd.

Bij schakelende voedingen ontstaat door het gebruik van grote filtercondensatoren na gelijkrichting een capacitieve belasting. Tijdens het laden en ontladen van de condensator worden veel hoogfrequente harmonischen in het elektriciteitsnet gegenereerd, wat vervuiling en storingen veroorzaakt. Daarom is men begonnen met het integreren van PFC-circuits in schakelende voedingen. Schakelende voedingen met een vermogen van meer dan 75 W moeten PFC-circuits bevatten om de arbeidsfactor te verbeteren en de belastingskarakteristieken te corrigeren.

PFC wordt onderverdeeld in twee typen: passief en actief. Het passieve type gebruikt een grote inductor voor seriecompensatie. De belangrijkste nadelen hiervan zijn de grote afmetingen en het lage rendement. Door de snelle ontwikkeling van halfgeleidercomponenten in de afgelopen jaren is passieve PFC volledig vervangen door actieve PFC. Actieve PFC gebruikt een PFC-controller, een schakelbuis, een inductor en een diode om een ​​boostcircuit te vormen. De voordelen hiervan zijn de compacte afmetingen, het brede ingangsspanningsbereik en een goede vermogensfactorcompensatie.

Daarom heeft siliciumcarbide steeds meer aandacht gekregen op het gebied van consumentenvoedingen en is het geleidelijk aan uitgegroeid tot de belangrijkste concurrentiefactor van snellaadproducten met hoog vermogen.

3. Leveranciers van siliciumcarbide op de markt voor snelladen

Charging Head Network heeft via onderzoek vastgesteld dat er momenteel vijf leveranciers van siliciumcarbide op de markt zijn die gebruikt kunnen worden in krachtige USB PD-snellaadbronnen, namelijk Alpha Power Solutions, Global Power Tyco Tianrun, Maplesemi, SGKS Sen Guoke en PY Pingwei.

De volgende ranglijsten staan ​​niet in een bepaalde volgorde en zijn alleen alfabetisch gesorteerd op merk voor het gemak van de lezers.

Alpha Power-oplossingen

Alpha Power Solutions (APS) werd opgericht in 2017 en verplaatste in 2019 haar hoofdkantoor van Hongkong naar Shanghai. Het is het eerste Chinese bedrijf dat met succes een technologie voor de productie van 6-inch siliciumcarbide-wafers heeft ontwikkeld. Het combineert eigen, belangrijke SiC-processen om zich te richten op de productie van krachtige SiC-componenten. Tot nu toe heeft het bedrijf meer dan 30 producten ontwikkeld en meer dan 30 octrooien en toepassingsoctrooien in eigen beheer. De toonaangevende, in massaproductie vervaardigde SiC-diodeproducten van APS hebben momenteel een maximale spanning van 3300V en een stroomsterkte tot 50A.

Alpha Power Solutions is het eerste binnenlandse bedrijf dat met succes proefproducties heeft uitgevoerd van 6-inch siliciumcarbidewafers in een siliciumwafelfabriek; het eerste binnenlandse bedrijf dat Thinning Technology heeft toegepast bij de productie van siliciumcarbidediodes; het eerste binnenlandse bedrijf met een eigen gepatenteerde JBS-architectuur (Buffer JBS); en de eerste binnenlandse leverancier van siliciumcarbidecomponenten die qua productprestaties en -kwaliteit gelijkwaardig is aan internationale fabrikanten.

Volgens rapporten,De siliciumcarbidediode ACD06PS065G is gelanceerd door Chuangneng Power.Het kan worden gebruikt in zonne-omvormers, AC/DC-omvormers, DC/DC-omvormers en ononderbroken stroomvoorzieningen, enz. Het is de moeite waard om te vermelden datHet apparaat speelde ook een rol in de ontwikkeling van 's werelds eerste snellader op basis van siliciumcarbide en galliumnitride.waardoor siliciumcarbide officieel op de markt gebracht kan worden voor gebruik in consumentenvoedingen.

Tyco Tianrun Semiconductor Technology (Beijing) Co., Ltd. is een van de voorvechters van de industrialisatie van siliciumcarbide (SiC) vermogenscomponenten in China. Tyco Tianrun zet zich in voor de ontwikkeling van de Chinese halfgeleiderindustrie voor vermogenscomponenten en levert hoogwaardige halfgeleiderproducten en professionele diensten aan afnemers wereldwijd.

Tyco Tianrun bezit een complete fabriek voor de productie van halfgeleiderwafels in Peking.En ze hebben een productielijn voor 6-inch siliciumcarbide-vermogenschips gebouwd in Liuyang, Hunan.waarmee het productieproces van halfgeleidervermogenscomponenten op 4/6-inch SiC-wafers mogelijk wordt. Als binnenlands bedrijf voor onderzoek en ontwikkeling, productie en platformdiensten op het gebied van siliciumcarbide, omvat het productassortiment van Tyco Tianrun basistechnologieproducten, siliciumcarbide gietproducten en diverse industriële oplossingen.

Momenteel is de massaproductie van Tyco Tianrun van de siliciumcarbide-apparatenreeksen 650V/2A-100A, 1200V/2A-50A, 1700V/5A-50A, 3300V/0.6A-50A en andere producten van dit merk van start gegaan.En het bedrijf lanceerde twee siliciumcarbidediodes die speciaal zijn ontworpen voor snellaad-PFC-circuits.De productkwaliteit is volledig vergelijkbaar met het geavanceerde niveau van de internationale industrie.

Tyco Tianrun bevordert de toepassing van SiC-vermogenscomponenten in steeds meer en bredere toepassingsgebieden door middel van gezamenlijk onderzoek en ontwikkeling met branchegenoten, wetenschappelijke onderzoeksinstellingen en binnenlandse en buitenlandse experts.

Mepson Semiconductor, opgericht in 2014, is een bedrijf met een complete industriële keten dat R&D, ontwerp, productie, verkoop en service integreert. Het is een nationale hightechonderneming die zich voornamelijk bezighoudt met vermogens-MOS, middenspannings- en laagspannings-MOS, superjunction-MOS, siliciumcarbide-MOS, siliciumcarbidediodes en andere productseries.

Mepsen Semiconductor richt zich op het ontwerpen, ontwikkelen, testen en verkopen van vermogenscomponenten op basis van geavanceerde Planar VDMOS-, Trench MOS-, SJMOS-, SiC SBD-, SiC MOS- en andere processtructuren. Met consumentenelektronica, industriële toepassingen en de sector voor nieuwe energie als doelgroepen, streven we ernaar een wereldwijd toonaangevend bedrijf in vermogenscomponenten te worden.

Dat wordt begrepenMepson introduceert siliciumcarbidediodes voor PFC-circuits.Met een spanningsbestendigheid van 650V en een temperatuurbestendigheid van 175 graden is het nu in gebruik genomen.MOMAXenREMAXDe toeleveringsketen van twee bekende accessoiremerken wordt door klanten unaniem geprezen om zijn prestaties.

SGKS Sen Guoke

Shenzhen Senguoke Technology Co., Ltd. werd opgericht in november 2013 en is een fabless halfgeleiderontwerpbedrijf. Het bedrijf heeft zijn hoofdkantoor in het Science and Technology Ecological Park in het district Nanshan, Shenzhen, en beschikt over R&D- en operationele centra in Shenzhen en Chengdu.

Sinds de oprichting heeft Senguoke Vision-ADAS (Advanced Assisted Driving), AI-recorders en voedingschips op de markt gebracht, die veelvuldig worden gebruikt in de auto- en consumentenelektronica-industrie. In 2018 begon het bedrijf te investeren in de ontwikkeling van motorstuurchips en SiC-vermogenscomponenten. In 2020 begonnen deze producten hun stempel op de markt te drukken.

Senguoke levert totaaloplossingen voor chips en systemen in markten zoals 4G-recorders, ADAS en slimme deurbellen met kattenoogtechnologie. Hiermee biedt het bedrijf klanten een totaalpakket aan diensten en creëert het meer kansen voor partners in de toeleveringsketen.

PY Pingwei

Chongqing Pingwei Industrial Co., Ltd. is een bedrijf dat geïntegreerde diensten levert op het gebied van vermogenshalfgeleiders (IDM), waaronder chipontwerp, verpakking, testen, toepassing en betrouwbaarheidstesten. Met vermogenshalfgeleiders als industriële basis heeft het bedrijf platforms voor productontwikkeling, -productie en -testen opgezet voor marktsegmenten zoals slimme terminals, industriële besturing, Internet of Things, elektrische voertuigen, 5G-communicatie, huishoudelijke apparaten, satellietinternet, beveiligingselektronica, groene verlichting, enz. Het bedrijf levert zeer betrouwbare vermogenscomponenten, modules en andere producten en systeemoplossingen voor midden-, laag- en hoogspanning.

Pingwei is gevestigd in het industriepark Liangping in Chongqing en is gespecialiseerd in de productie van diverse halfgeleidercomponenten, waaronder gelijkrichtdiodes, snelhersteldiodes, TVS-diodes, Zenerdiodes, Schottky-diodes, gelijkrichtbruggen, MOSFET's, IGBT's, synchrone gelijkrichters, SiC- en GaN-componenten, enzovoort. Het bedrijf beslaat een oppervlakte van 240,000 vierkante meter, heeft een maatschappelijk kapitaal van 350 miljoen yuan en een totale investering van meer dan 1.5 miljard yuan.

Het bedrijf beschikt over 45 verpakkingsproductielijnen en 6 pilotproductielijnen, en heeft een onafhankelijke, regelbare, intelligente productiefaciliteit voor discrete halfgeleiders gebouwd. Het produceert en verkoopt jaarlijks 20 miljard verschillende vermogenshalfgeleiders. Het is de grootste totaalleverancier van vermogenshalfgeleiders voor stroomvoorzieningen in China.

PFC-gelijkrichtercircuit voor snelladen met hoog vermogen (PD).Pingwei introduceert de siliciumcarbidediode PASC0665GG., met nul omgekeerde herstel-/nul voorwaartse herstelkarakteristieken, efficiënte werking, extreem snelle schakelsnelheid en schakelkarakteristieken die niet door temperatuur worden beïnvloed.

4. Snellaadbehuizing van siliciumcarbide

Dankzij zijn unieke eigenschappen is siliciumcarbide uitgegroeid tot een krachtige, compacte snellaadbron en is het een favoriet geworden bij veel bedrijven die snellaadsystemen produceren. Charging Head Network heeft uit eerdere demontages vernomen dat er momenteelBaseus 120W snelladen,MOMAX 100W snelladen,net zoalsREMAX 100W snelladenHet was het eerste bedrijf dat siliciumcarbide-technologie introduceerde, waardoor producten een hogere vermogensdichtheid konden bereiken.

1,Baseus 2C1A 120W GaN-lader

Op 25 februari 2020 lanceerde Baseus 's werelds eerste lader met galliumnitride + siliciumcarbide (GaN + SiC) en haalde daarmee met succes een crowdfundingcampagne op Kickstarter. Dit product heeft een vermogen tot 120W en is tevens uitgerust met een 2C1A multi-port uitgangsconfiguratie. De galliumnitride (GaN) en siliciumcarbide (SiC) die in de Baseus Galio 120W lader worden gebruikt, zijn momenteel de meest geavanceerde halfgeleidermaterialen voor elektronica. Hun hoogfrequente eigenschappen bieden voordelen bij het transporteren van hoge spanningen en grote stromen, wat resulteert in een hoger rendement, minder warmteontwikkeling en een kleiner formaat.

Het is bekend dat de Baseus Galio 120W-lader een siliciumcarbidediode van Alpha Power gebruikt in het PFC-gelijkrichtcircuit, productmodel: ACD06PS065G; deze is gekoppeld aan een nanogalliumnitride-vermogenscomponent en een ON Semiconductor PFC-controller voert actieve vermogensfactorcorrectie uit.

2,MOMAX 100W 2A2C galliumnitride snellader

De Momis 100W 2A2C galliumnitride-oplader heeft een vierkante, platte behuizing en is voorzien van inklapbare pinnen. Dankzij het pinontwerp is de oplader ook compatibel met pinnen van andere specificaties, waardoor hij draagbaar en geschikt is voor diverse regio's. De oplader ondersteunt de snellaadprotocollen QC, AFC, FCP, SCP, MTK PE+2.0, PD en PPS. De twee interfaces zijn ontworpen voor blind plugging, waardoor gebruikers niet hoeven te zoeken naar de juiste snellaadinterface. De interface ondersteunt 100W, 65W+30W en Huawei 22.5W snelladen, wat zorgt voor een brede compatibiliteit en gebruiksgemak. Het product is draagbaar en eenvoudig in gebruik.

De MOMAX-lader maakt gebruik van een Mipurson MSD06065V1 siliciumcarbidediode, een Innosec INN650D2 galliumnitride schakelbuis en een NXP PFC-controller voor actieve vermogensfactorcorrectie. Naar verluidt is de Mepsen MSD06065V1 een 650V-spanningsbestendige siliciumcarbide Schottky-diode in een TO252-behuizing.

3,REMAX 100W 2A2C galliumnitride snellader

De REMAX 100W 2A2C galliumnitride-oplader heeft een witte behuizing met een matte afwerking en een strakke, minimalistische uitstraling. De oplader is voorzien van in totaal 4 interfaces (2A2C) en ondersteunt diverse gangbare snellaadprotocollen. De USB-C-poort en de USB-A-poort hebben een maximaal vermogen van respectievelijk 100W en 30W. Gelijktijdig opladen via meerdere poorten is mogelijk, waardoor de oplader geschikt is voor laptops, mobiele telefoons, tablets, powerbanks en andere apparaten.

Charging Head Network ontdekte door demontage dat deze lader een ingebouwd PFC-boostcircuit heeft en gebruikmaakt van een hoogwaardige LLC+GaN-architectuur. Het PFC-boostgedeelte gebruikt een NXP-controller en selecteert Mipusen MSD04065G1 siliciumcarbidediode en Innosec INN650D2 galliumnitride-schakelbuis voor gelijkrichting. De Mipusen MSD04065G1 is een 650V-spanningsbestendige siliciumcarbide Schottky-diode in een TO252-behuizing.

Samenvatting van laadkopnetwerk

Bij traditionele PD-snellaadbronnen, met name de krachtige 100-watt PD-snelladers, is efficiëntie altijd een urgent probleem geweest voor elektrotechnici. Om de betrouwbaarheid van het product te garanderen, moesten de meeste laders inleveren op volume en grote koelplaten toevoegen. Dit maakte het product echter ook erg omvangrijk en de gebruikerservaring was niet optimaal; deze situatie verbeterde pas toen de derde generatie halfgeleiders officieel op de markt kwam voor consumentenelektronica.

Onder de 100-watt snellaadproducten vormen siliciumcarbide en galliumnitride de beste combinatie. Ze worden samen gebruikt voor PFC-versterking en gelijkrichting in het voorversterkergedeelte van de voeding. In vergelijking met traditionele siliciumcomponenten kan niet alleen de efficiëntie worden verbeterd om een ​​compactere poolvorm te bereiken, maar kunnen de hoogfrequente eigenschappen ook worden gebruikt om het volume van de boost-inductor te verkleinen, waardoor de algehele vermogensdichtheid van het product wordt verbeterd.

Naarmate het aantal krachtige apparaten blijft toenemen, groeit ook de vraag naar kleine, krachtige snelladers met meerdere poorten. Enerzijds bevordert dit de verschuiving van de conventionele QR-code naar een modernere stroomvoorzieningsarchitectuur.Hoogwaardige PFC+LLCAan de andere kant heeft de transformatie ook de afhankelijkheid van snellaadbronnen van halfgeleiders van de derde generatie vergroot. Siliciumcarbide heeft bredere toepassingsmogelijkheden op het gebied van consumentenvoedingen.

Als belangrijke tak van de derde generatie halfgeleiders wordt siliciumcarbide al door vele fabrikanten geproduceerd. Nu het land de derde generatie halfgeleiders heeft opgenomen in het 14e Vijfjarenplan, biedt dit een unieke kans voor de ontwikkeling van siliciumcarbide.

Disclaimer: Dit artikel is overgenomen van "Charging Head", dat de bescherming van intellectuele eigendomsrechten ondersteunt. Vermeld bij herpublicatie de oorspronkelijke bron en auteur. Neem bij inbreuk op het auteursrecht contact met ons op zodat we het artikel kunnen verwijderen.