如今,第三代半导体和前两代相比已经有了质的飞跃。以碳化硅 SiC、氮化镓 GaN 为主的宽禁带半导体材料,具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率、可承受大功率等特点。

 

SiC/GaN 器件上,各厂家品牌都做了大量研究。相比硅来说,SiC 这种宽禁带材料拥有 10 倍的介电击穿场强、2 倍电子饱和速度、3 倍能带隙、3 倍热导率,实用性更强。

 

目前, SiC 方面主要聚焦于电动汽车、可再生能源、5G 和通信电源上。像安森美半导体所布局的包括电动汽车本身的主驱逆变器(Traction Inverter),应用 SiC 器件的电动汽车可大幅提高效率,增强电动汽车续航能力。通过观察比较不难发现,SiC 产品方案往往具备领先的可靠性、高性价比、满足汽车规范这三个重要特性。对于电动汽车牵引应用,SiC 解决方案在尺寸、重量和效率增益等方面的优势已经得到充分证明,这就是为什么汽车市场正在跳过混合 SiC 模块解决方案,快速向全 SiC 模块解决方案迈进。除此之外,在可再生能源领域,也能看到 SiC 二极管的巨大使用量。SiC 半导体可应用于太能能逆变器的 Boost,并随着逆变器成本优化。行业已有不少厂家开始使用 SiC MOSFET 作为主逆变的器件替换过去的三电平控制复杂电路。

 

SiC 已经为许多汽车应用提供了“系统级”成本效益。一旦 SiC 可以在器件级实现与 IGBT 的成本平价,更高的效率结合更低的价格所带来的优势肯定难以拒绝。