日本的SiC相关业务目前正在迅速增长。SiC与现有的硅(Si)相比可大幅削减电力损耗,因此作为新一代功率半导体材料备受关注。但此前,SiC功率元件在成本和特性方面还存在一些问题,因此只在部分用途得到了采用。为改善这种状况,以日本企业为中心,扩大SiC相关业务的动向日益活跃。
其中比较积极的是罗姆公司。该公司是首家投产SiC肖特基势垒二极管(SBD)和SiC MOSFET的日本企业。而且,罗姆还宣布从2012年3月开始“全球首次量产”晶体管和二极管都采用SiC的“全SiC”功率模块(以下简称全SiC模块)(图1)。
图1:开始量产全SiC功率模块
配备SiC SBD和SiC MOSFET的全SiC功率模块的额定电压为1200V,额定电流为100A。(摄影:(a)罗姆)
在二极管中采用SiC的产品此前就有,但连晶体管也采用SiC的模块此次还是首次实现产品化。罗姆介绍说,之所以能率先量产全SiC模块,“主要是因为已经投产了SiC MOSFET”。截至2012年3月,销售SiC MOSFET的企业只有美国的科锐和日本的罗姆。
罗姆的全SiC模块通过在二极管和晶体管两种元件中采用SiC,大幅削减了电力损耗。与采用硅IGBT的功率模块相比,可将开关损耗减小85%。
此外,还可实现100kHz以上的高速开关,开关频率是硅IGBT模块的10多倍。
目前,罗姆量产的全SiC模块只有额定电压为1200V、额定电流为100A的一款产品。据罗姆介绍,虽然额定电流只有100A,但由于实现了高速开关和低损耗,可以替换额定电流为200~400A的硅IGBT模块。替换400A级的硅IGBT模块时,估计体积能削减约50%。
罗姆介绍说,全SiC模块的价格目前还很高,是硅IGBT模块的“3~5倍” ,但计划在数年内将价格降至硅IGBT模块的2倍左右。
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