宽带隙半导体的兴起一直受到人们的关注在过去的几年里有很好的记录。氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)等新型半导体材料已被证明在高压应用中非常有用，可以提高速度、效率和操作条件。这些应用包括电力电子、电动汽车等。雷竞技最新app
SiC, GaN，硅。图片由佐治亚理工学院
到2021年为止，SiC技术已经登上了许多新闻头条，从行业到学术界都有。
例如，ROHM半导体本月宣布完成为提高公司碳化硅生产能力而专门建造的新工厂。新工厂将采用最先进的SiC制造技术，提高生产效率，扩大晶圆直径，提高产量，与传统工厂相比，该工厂的二氧化碳排放量将减少20%。
ROHM阿波罗Chikugo工厂。图片由罗姆半导体
仅在本月，一些研究机构和半导体供应商就发布了基于sic的新开发方案，可能会克服WBG在制造和设计方面的挑战。
研发探索碳化硅能走多远
在学术界，名古屋理工学院(Nagoya Institute of Technology)的最新研究成为2021年SiC头条新闻。
这组研究人员提出了一种方法碳化硅器件中载流子寿命的无损测量。这是一项重要的成就，因为许多研究人员一直试图平衡SiC载流子寿命——寻找足够的电导率调制(需要长载流子寿命)和开关损耗(需要较短的载流子寿命)之间的最佳点。
在过去，这种努力只能通过侵入式技术进行测量，要求研究人员直接切开并分析半导体。
提出无创载体寿命测量技术。图片由名古屋理工学院
在他们提出的方法中，研究人员使用激励激光器来产生载流子，并使用带有探测器的探针激光器来测量激励载流子的寿命。有了这项技术，可以更容易地进行非侵入性分析，工程师最终可以开始微调载波寿命，以实现传导调制和低开关损耗的完美平衡。在未来，这可能会导致一代更新、性能更高的SiC器件。
另一项SiC技术进步来自夫琅和费太阳能系统研究所(ISE)的研究人员，他们最近发现一种新型碳化硅晶体管，由于其高阻电压，可以直接连接到中压栅极。这些新设备与大多数馈电到低压电网，但可以耦合到中压电网使用50hz变压器的逆变器形成对比。
Fraunhofer ISE团队创造了这个250 kva的逆变器堆栈，其中包括3.3 kv - sic晶体管。图片由弗劳恩霍夫伊势
Vishay和Cree向SiC寻求设计的简单性
在学术研究人员在研发前沿SiC应用方面取得长足进展的同时，行业供应商也在将更多有用的基于SiC的设备交给实践工程师。
例如,Vishay最近发布了新型高效SiC肖特基二极管。该公司发布了10种全新的SiC二极管，它们的VRRM均为650 V，电流从4a到40a。新的二极管额定最大结温为175°C，允许在非常高温的环境下工作——这对在电力电子领域工作的设计师来说是至关重要的。雷竞技最新app
新型SiC肖特基二极管系列的规格。图片由威世
第二个行业新闻来自克里宣布其Wolfspeed WolfPACK电源模块。这种新的电源模块是用Wolfspeed SiC mosfet建造的，是专门为中功率范围的工程师设计的。
据该公司介绍，该产品的目标是最大限度地提高功率密度，同时最小化设计复杂性。该系列产品适用于电动汽车快速充电和太阳能电池等应用，据称可提供1200v电压、105a正向电流和R电压DS(上)在25°C时，为11毫欧姆。
这将使那些因为设计复杂性的缺陷而难以集成正确SiC解决方案的设计师受益匪浅。
SiC的强劲开局
从学术突破到推向市场的新产品，SiC技术在未来几年有望快速增长。事实上，一些行业分析师预测全球碳化硅市场将蓬勃发展从2020年的7.49亿美元到2025年的18.12亿美元。
您在SiC功率器件方面有什么经验——无论是在研究环境中还是在实际设计场景中?您希望世行在未来几年解决哪些挑战?请在下面的评论中分享你的想法。
