碳化硅器件，國產替代的趨勢和優勢

碳化硅MOS

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2022-6-14 14:26 上傳

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       與傳統的硅器件相比，碳化硅（SiC）器件由于擁有低導通電阻特性以及出色的高溫、高頻和高壓性能，已經成為下一代低損耗半導體可行的候選器件。此外，SiC讓設計人員能夠減少元件的使用，從而進一步降低了設計的復雜程度。

    SiC元器件的低導通電阻特性有助于顯著降低設備的能耗，從而有助于設計出能夠減少CO2排放量的環保型產品和系統。

碳化硅MOS封裝
封裝分插件TO247-3和TO247-4，超薄貼片DFN8*8和DFN5*6
采用碳化硅材料制造的寬禁帶功率器件，具有耐高溫、高頻、高效的特性。

碳化硅模塊封裝
碳化硅模塊分為半橋模塊和三相全橋模塊
模塊封裝可以優化碳化硅功率器件使用過程中的性能和可靠性，可靈活地將功率器件與不同的應用方案結合

碳化硅器件具有體積小、功率大、頻率高、能耗低、損耗小、耐高壓等優點。當前主要應用領域：各類電源及服務器，光伏逆變器，風電逆變器，新能源汽車的車載充電機、電機驅動系統、直流充電樁，變頻空調，軌道交通，軍工等。

（1）在SiCMOSFET器件方面的研發進展緩慢，只有少數單位具備獨立的研發能力，產業化水平不容樂觀。

（3）SiC器件高端檢測設備被國外所壟斷。

（1）采用多芯片并聯的SiC功率模塊，會產生較嚴重的電磁干擾和額外損耗，無法發揮SiC器件的優良性能；SiC功率模塊雜散參數較大，可靠性不高。

SiC器件在各行業中的應用及優勢

光伏：用于光伏逆變器中，光伏發電產生的電流為直流電，需要通過逆變器轉換為交流電以實現并網。采用SiC功率器件可以減積減重；提高逆變轉化效率2%左右，綜合轉換效率達到98%；降低損耗，提高光伏發電站經濟效益；SiC材料特性，降低故障率。

新能源汽車車載充電機（OBC）：減積減重、提高效率、降低損耗。

新能源汽車直流充電樁：減積減重；提高充電效率至少1%，達到96%以上的轉化效率；由于SiC功率器件對溫度依賴性較低，提高夏季高溫時段電能轉化效率；降低電能損耗，提升大型充電站的經濟效益；充電樁系統成本與硅基基本持平，性價比較高。

軌道交通：采用SiC逆變器，可使車輛系統電力損耗降低30%以上，零部件體積及質量減少40%，效率及速度提升。

軍工領域：各種車載、機載、船載、彈載等電源裝置，減積減重、提高效率、降低損耗。