Beberapa hari yang lalu, Bapak Chen Ziying, Direktur Pemasaran Divisi Kontrol Daya Industri Infineon, Tiongkok Raya, dan Bapak Cheng Wentao, Divisi Tenaga dan Penginderaan Teknologi Infineon, Direktur Pemasaran Aplikasi Tiongkok Raya, membahas nilai semikonduktor generasi ketiga perkembangan teknologi dan industri dalam wawancara media. Interpretasi mendalam tentang teknologi dan tren teknologi.
Di era pasca-Moor, di satu sisi, masyarakat manusia mengejar peningkatan kualitas hidup dengan teknologi seperti Internet of Everything, kecerdasan buatan, data besar, kota pintar, dan transportasi cerdas, dan laju pembangunan. sedang mempercepat. Di sisi lain, memperbaiki kondisi iklim global melalui hidup rendah karbon semakin menjadi konsensus semua orang.
Saat ini, sekitar sepertiga dari kebutuhan energi dunia adalah kebutuhan listrik. Meningkatnya permintaan energi, habisnya sumber daya bahan bakar fosil secara bertahap, dan perubahan iklim mengharuskan kita untuk menemukan produksi, transmisi, dan distribusi energi yang lebih cerdas dan efisien. , Penyimpanan dan penggunaan.
Di seluruh rantai konversi energi, potensi penghematan energi dari teknologi semikonduktor generasi ketiga dapat memberikan kontribusi besar untuk mencapai tujuan penghematan energi global jangka panjang. Selain itu, produk dan solusi celah pita lebar kondusif untuk meningkatkan efisiensi, meningkatkan kepadatan, mengurangi ukuran, mengurangi berat, dan mengurangi biaya total. Oleh karena itu, mereka akan banyak digunakan dalam transportasi, pusat data, gedung pintar, peralatan rumah tangga, perangkat elektronik pribadi, dll. Berkontribusi pada peningkatan efisiensi energi dalam skenario aplikasi.
Misalnya, dalam penerapan sistem elektronika daya, perangkat daya berkecepatan tinggi dengan tegangan tahan di atas 1200V diharapkan muncul. Perangkat tersebut saat ini adalah MOSFET non-SiC's. MOSFET silikon terutama digunakan di medan daya rendah dan menengah di bawah 650V.
Selain kecepatan tinggi, silikon karbida juga memiliki karakteristik konduktivitas termal yang tinggi, kekuatan medan tembus yang tinggi, laju penyimpangan elektron jenuh yang tinggi, dll., dan sangat cocok untuk aplikasi yang membutuhkan suhu tinggi, daya tinggi, tekanan tinggi, frekuensi tinggi. , dan kondisi yang keras seperti ketahanan radiasi. .
Kepadatan daya adalah aspek penting lain dari nilai teknologi perangkat. Area chip MOSFET SiC jauh lebih kecil daripada IGBT. Misalnya, ukuran 100A/1200V SiC MOSFET adalah sekitar seperlima dari jumlah IGBT dan dioda freewheeling. Oleh karena itu, dalam aplikasi penggerak motor berkecepatan tinggi dan kepadatan daya tinggi, nilai MOSFET SiC dapat direfleksikan dengan baik, termasuk MOSFET SiC 650V.
Dalam hal resistansi tegangan tinggi, perangkat berkecepatan tinggi SiC tegangan tinggi di atas 1200V dapat meningkatkan kinerja sistem dan kepadatan daya sistem dengan meningkatkan frekuensi switching sistem. Berikut adalah dua contoh:
· Untuk unit daya tumpukan pengisian DC kendaraan listrik, jika Si MOSFET digunakan, LLC dua tahap harus dihubungkan secara seri, dan rangkaiannya rumit. Jika SiC MOSFET digunakan, LLC satu tahap dapat direalisasikan, yang sangat meningkatkan daya unit tunggal dari unit daya tumpukan pengisian.
· Untuk catu daya flyback dalam sistem tiga fase, 1700V SiC MOSFET juga merupakan solusi sempurna. Dibandingkan dengan MOSFET silikon 1500V, kerugian dapat dikurangi hingga 50% dan efisiensi dapat ditingkatkan sebesar 2,5%.
Dalam hal keandalan dan jaminan kualitas, perangkat SiC memiliki dua jenis: gerbang planar dan gerbang parit. SiC MOSFET gerbang parit Infineon dapat menghindari masalah keandalan gerbang oksida gerbang planar dengan baik, dan densitas daya juga lebih tinggi.
Justru karena sifat luar biasa dari SiC MOSFET ini, ia memiliki aplikasi yang sesuai dalam inverter fotovoltaik, UPS, ESS, pengisian kendaraan listrik, sel bahan bakar, penggerak motor, dan kendaraan listrik.
Namun, akankah silikon karbida menjadi solusi utama untuk semua aplikasi?
Seperti yang kita semua tahu, teknologi IGBT, perwakilan dari semikonduktor daya berbasis silikon, telah mengalami beberapa kesulitan dalam meningkatkan kinerja lebih lanjut. Rugi-rugi switching dan pengurangan penurunan tegangan saturasi konduksi saling dibatasi, dan ruang untuk mengurangi rugi-rugi dan meningkatkan efisiensi semakin kecil, sehingga industri mulai berharap bahwa SiC dapat menjadi teknologi yang mengganggu. Namun, pandangan ini tidak terlalu komprehensif. Pertama-tama, teknologi IGBT berbasis silikon yang diwakili oleh Infineon juga mengalami kemajuan. TRENCHSTOP™5 dan IGBT7 menggunakan teknologi micro-trench adalah pencapaian baru. Dengan kemajuan teknologi pengemasan, kinerja dan kepadatan daya perangkat IGBT meningkat. Lebih tinggi. Pada saat yang sama, produk yang dikembangkan untuk aplikasi yang berbeda dapat dioptimalkan secara khusus untuk meningkatkan kinerja perangkat silikon dalam sistem, sehingga meningkatkan kinerja sistem dan efektivitas biaya. Oleh karena itu, proses pengembangan semikonduktor generasi ketiga harus disertai dengan perangkat silikon. Pada saat yang sama dengan perkembangan teknologi, ada juga pertimbangan untuk faktor nilai komersial skala besar untuk aplikasi yang berbeda. Diharapkan perangkat generasi ketiga akan segera digunakan di semua aplikasi. Tidak realistis untuk mengganti perangkat silikon di tempat kejadian.
