【導讀】服務(wù)多重電子應用領(lǐng)域、全球排名前列的半導體公司意法半導體 (STMicroelectronics，簡(jiǎn)稱(chēng)ST；) 推出第四代 STPOWER 碳化硅 (SiC) MOSFET 技術(shù)。第四代技術(shù)有望在能效、功率密度和穩健性三個(gè)方面成為新的市場(chǎng)標桿。在滿(mǎn)足汽車(chē)和工業(yè)市場(chǎng)需求的同時(shí)，意法半導體還針對電動(dòng)汽車(chē)電驅系統的關(guān)鍵部件逆變器特別優(yōu)化了第四代技術(shù)。公司計劃在 2027 年前推出更多先進(jìn)的 SiC 技術(shù)創(chuàng )新成果，履行創(chuàng )新承諾。
到 2025 年，750V 和 1200V兩個(gè)電壓等級的產(chǎn)品將實(shí)現量產(chǎn)，將碳化硅更小、更高效的優(yōu)勢從高端電動(dòng)汽車(chē)擴展到中型和緊湊車(chē)型。
到 2027 年，ST 計劃推出多項碳化硅技術(shù)創(chuàng )新，包括一項突破性創(chuàng )新。
2024年9月27日，中國– 服務(wù)多重電子應用領(lǐng)域、全球排名前列的半導體公司意法半導體 (STMicroelectronics，簡(jiǎn)稱(chēng)ST；) 推出第四代 STPOWER 碳化硅 (SiC) MOSFET 技術(shù)。第四代技術(shù)有望在能效、功率密度和穩健性三個(gè)方面成為新的市場(chǎng)標桿。在滿(mǎn)足汽車(chē)和工業(yè)市場(chǎng)需求的同時(shí)，意法半導體還針對電動(dòng)汽車(chē)電驅系統的關(guān)鍵部件逆變器特別優(yōu)化了第四代技術(shù)。公司計劃在 2027 年前推出更多先進(jìn)的 SiC 技術(shù)創(chuàng )新成果，履行創(chuàng )新承諾。
意法半導體模擬、功率與分立器件、MEMS 和傳感器產(chǎn)品部(APMS)總裁 Marco Cassis 表示：“意法半導體承諾為市場(chǎng)提供尖端的碳化硅技術(shù)，推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)和高能效工業(yè)的未來(lái)發(fā)展。我們將繼續在器件、先進(jìn)封裝和電源模塊方面創(chuàng )新，推進(jìn) SiC MOSFET 技術(shù)發(fā)展。結合供應鏈垂直整合制造戰略，我們通過(guò)提供行業(yè)前沿的 SiC 技術(shù)、打造富有韌性的供應鏈，以滿(mǎn)足客戶(hù)日益增長(cháng)的需求，并為更可持續的未來(lái)做出貢獻?！?/p>
作為 SiC 功率 MOSFET 的市場(chǎng)領(lǐng)跑者，意法半導體正在進(jìn)一步推進(jìn)技術(shù)創(chuàng )新，以充分利用 SiC能效和功率密度比硅基器件更高的優(yōu)點(diǎn)。最新一代 SiC 器件旨在改善未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)電驅逆變器平臺，進(jìn)一步釋放小型化和節能潛力。盡管電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)不斷增長(cháng)，但要實(shí)現廣泛應用仍面臨挑戰，汽車(chē)制造商正在探索推出普通消費者都能買(mǎi)得起的電動(dòng)汽車(chē)?；?SiC 的 800V電動(dòng)汽車(chē)平臺電驅系統實(shí)現了更快的充電速度，降低了電動(dòng)汽車(chē)的重量，有助于汽車(chē)制造商生產(chǎn)續航里程更長(cháng)的高端車(chē)型。意法半導體的新 SiC MOSFET 產(chǎn)品有750V 和 1200V兩個(gè)電壓等級，能夠分別提高 400V 和 800V 電動(dòng)汽車(chē)平臺電驅逆變器的能效和性能。中型和緊湊車(chē)型是兩個(gè)重要的汽車(chē)細分市場(chǎng)。將 SiC的技術(shù)優(yōu)勢下探到這兩個(gè)市場(chǎng)，有助于讓電動(dòng)汽車(chē)被普羅大眾接受。除了電車(chē)外，新一代SiC技術(shù)還適用于各種大功率工業(yè)設備，包括太陽(yáng)能逆變器、儲能解決方案和數據中心等日益增長(cháng)的應用，幫助其顯著(zhù)提高能源效率。
產(chǎn)品狀態(tài)
意法半導體現已完成第四代 SiC 技術(shù)平臺 750V 電壓等級的產(chǎn)前認證，預計將在 2025 年第一季度完成 1200V 電壓等級的認證。標稱(chēng)電壓為 750V 和 1200V 的產(chǎn)品隨后將上市銷(xiāo)售，從標準市電電壓，到高壓電動(dòng)汽車(chē)電池和充電器，滿(mǎn)足設計人員的各種應用開(kāi)發(fā)需求。
應用場(chǎng)景
與硅基解決方案相比，意法半導體的第四代 SiC MOSFET 解決方案的能效更高，尺寸更小，重量更輕，續航更長(cháng)。這些優(yōu)勢對于實(shí)現電動(dòng)汽車(chē)的廣泛應用至關(guān)重要。一線(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)廠(chǎng)商正與意法半導體達成合作，將第四代 SiC 技術(shù)引入他們的新車(chē)型，以提高性能和能源效率。雖然主要應用是電動(dòng)汽車(chē)電驅逆變器，但意法半導體的第四代 SiC MOSFET 也同樣適用于大功率工業(yè)電機驅動(dòng)器，因為新一代產(chǎn)品改進(jìn)了開(kāi)關(guān)性能和穩健性，讓電機控制器變得更高效、更可靠，可降低工業(yè)環(huán)境中的能耗和運營(yíng)成本。在可再生能源應用中，第四代 SiC MOSFET 可以提高太陽(yáng)能逆變器和儲能系統的能效，有助于實(shí)現可持續化和成本效益更高的能源解決方案。此外，新一代 SiC MOSFET高能效和緊湊尺寸的技術(shù)特性對于解決巨大的功率需求和熱管理挑戰至關(guān)重要，適用于 AI 服務(wù)器數據中心的電源。
技術(shù)開(kāi)發(fā)規劃
意法半導體通過(guò)垂直整合制造戰略加快 SiC 功率器件的開(kāi)發(fā)，同時(shí)還在開(kāi)發(fā)多項 SiC 技術(shù)創(chuàng )新，推動(dòng)功率器件技術(shù)在未來(lái)三年內取得重大改進(jìn)。未來(lái)的第五代 SiC 功率器件將采用基于全新工藝的高功率密度創(chuàng )新技術(shù)。ST 正在同時(shí)開(kāi)發(fā)一項突破性創(chuàng )新技術(shù)，該技術(shù)創(chuàng )新有望在高溫下實(shí)現更出色的導通電阻 RDS(on) 參數，在與現有的SiC 技術(shù)相比，將進(jìn)一步降低 RDS(on)。
ST 將在 2024年ICSCRM科學(xué)產(chǎn)業(yè)大會(huì )上展示公司在SiC 和其他寬禁帶半導體上取得的最新研發(fā)成果。該活動(dòng)將于 2024 年 9 月 29 日至 10 月 4 日在北卡羅來(lái)納州羅利舉行，包括 ST 技術(shù)講解和關(guān)于‘High volume industrial environment for leading edge technologies in SiC’(為SiC 前沿技術(shù)創(chuàng )造量產(chǎn)工業(yè)環(huán)境”)的主題演講。
技術(shù)說(shuō)明，供編輯參考
與前幾代產(chǎn)品相比，意法半導體的第四代 SiC MOSFET 的問(wèn)世，代表意法半導體在電源轉換技術(shù)上取得了重大進(jìn)展。第四代碳化硅具有出色的性能和穩健性，能夠滿(mǎn)足未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)電驅逆變器的嚴格要求。第四代 SiC MOSFET 的導通電阻 (RDS(on))明顯低于前幾代產(chǎn)品，這可以最大限度地降低導通損耗，提高系統的整體能效。第四代碳化硅的開(kāi)關(guān)速度更快，開(kāi)關(guān)損耗更低，這對于高頻應用至關(guān)重要，并可實(shí)現更緊湊、更高效的電源轉換器。第四代技術(shù)在動(dòng)態(tài)反偏測試(DRB) 條件下的穩健性表現更加出色，且超過(guò)了 AQG324 標準，確保在惡劣條件下正?？煽抗ぷ?。
第四代產(chǎn)品繼續提供出色的 RDS(on) x 裸片面積的品質(zhì)因數，確保高電流處理能力和最小損耗。以 25 攝氏度時(shí)的 RDS(on) 為參考，第四代器件的裸片平均尺寸比第三代器件減小 12-15%。，第四代產(chǎn)品可實(shí)現更緊湊的電源轉換器設計，節省寶貴的電路板空間，降低系統成本。這些器件更高的功率密度能夠支持開(kāi)發(fā)更緊湊、更高效的電源轉換器和逆變器，這對于汽車(chē)和工業(yè)應用都至關(guān)重要。此外，人工智能服務(wù)器數據中心的電源模塊也會(huì )受益于第四代產(chǎn)品，因為占用空間和能效是這類(lèi)應用要考慮的關(guān)鍵因素。
作為該技術(shù)的行業(yè)引領(lǐng)者，意法半導體已為全球 500 多萬(wàn)輛乘用車(chē)提供 STPOWER SiC 器件，用于牽引逆變器、OBC（車(chē)載充電器）、DC-DC 轉換器、電動(dòng)汽車(chē)充電站和車(chē)載空調壓縮機等一系列電動(dòng)汽車(chē)應用，顯著(zhù)提高了新能源汽車(chē)的性能、效率和續航里程。作為集成設備制造商 (IDM)，意法半導體的 SiC 戰略確保了供應質(zhì)量和安全性，以服務(wù)于汽車(chē)制造商的電氣化戰略。意法半導體最近宣布在卡塔尼亞建立完全垂直整合的 SiC 襯底制造工廠(chǎng)，預計將于 2026 年開(kāi)始生產(chǎn)，該工廠(chǎng)正迅速采取行動(dòng)，支持電動(dòng)汽車(chē)和工業(yè)應用向更高效率的快速轉型。
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