2018年5月11-13日，2018中國新能源車充電與驅(qū)動技術(shù)大會順利召開，近600位行業(yè)專家學(xué)者齊聚深圳，就新能源汽車有關(guān)的電力電子技術(shù)、電機及其驅(qū)動技術(shù)、電池技術(shù)、功率半導(dǎo)體技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的新理論、新技術(shù)、新成果及新工藝進行深入交流與研討。北京世紀(jì)金光半導(dǎo)體有限公司作為第三代半導(dǎo)體行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，就有關(guān)第三代半導(dǎo)體碳化硅在新能源汽車領(lǐng)域應(yīng)用的做了報告。

2018中國新能源車充電與驅(qū)動技術(shù)大會現(xiàn)場

“世紀(jì)金光”是國內(nèi)首家貫通碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈的高新技術(shù)企業(yè)，也是領(lǐng)域內(nèi)極少數(shù)具備從材料制備、研發(fā)設(shè)計、流片封裝、測試應(yīng)用為一體的IDM企業(yè)。在以SiC、GaN為首的第三代半導(dǎo)體的時代，“世紀(jì)金光”始終堅持設(shè)計技術(shù)、材料技術(shù)、以及工藝技術(shù)的相互協(xié)同發(fā)展、同步提升的路線，同時采用技術(shù)和市場的“雙驅(qū)動”的發(fā)展戰(zhàn)略，以達到優(yōu)化產(chǎn)品、匹配終端應(yīng)用的目的。器件技術(shù)發(fā)展的核心目標(biāo)是提升控制功率密度，因此如何進一步提升擊穿電壓和降低導(dǎo)通壓降就成了研發(fā)的核心目標(biāo)。在本次報告中，“世紀(jì)金光”應(yīng)用部門負(fù)責(zé)人孫博韜，針對當(dāng)前主流的SiC SBD器件和SiC MOSFET的器件技術(shù)的發(fā)展，做了較詳盡的分享。

“世紀(jì)金光”應(yīng)用工程師在大會上做報告

SBD類技術(shù)具有開關(guān)速度快的優(yōu)勢，無反向恢復(fù)時間，開關(guān)損耗低的特性，而SiC材料技術(shù)的應(yīng)用，使其同時具備了擊穿電壓高和開關(guān)速度快的特點，是在中高壓應(yīng)用中替代Si基FRD產(chǎn)品的主要器件技術(shù)。而現(xiàn)在主流的是采用MPS結(jié)構(gòu)的SBD器件技術(shù)，該技術(shù)可以有效降低表面電場，提升電流注入效率，解決SBD器件內(nèi)部均流并抑制浪涌。目前，“世紀(jì)金光”全系列SBD產(chǎn)品均采用了MPS技術(shù)，典型產(chǎn)品可實現(xiàn)反向漏電減小一個數(shù)量級，正向壓降降低了約0.1V，該系列產(chǎn)品已經(jīng)在今年慕尼黑電子展上發(fā)布。

在MOSFET器件方面，SiC MOSFET具備比IGBT更快的開關(guān)速度以及更小的開關(guān)損耗。在當(dāng)前主流應(yīng)用的電壓等級下，對于MOSFET器件的發(fā)展路線是不斷減低工藝線寬，以提升功率密度，因此“世紀(jì)金光”通過采用不斷降低工藝線寬，以及采用溝槽柵技術(shù)等國際主流技術(shù)解決該問題，而現(xiàn)階段國際主要廠商采用的是槽柵技術(shù)。

同時報告還針對芯片可靠性設(shè)計、驅(qū)動設(shè)計和并聯(lián)應(yīng)用分析做了簡要介紹。

碳化硅，為新能源行業(yè)添動力！

電池、電機、電機驅(qū)動是新能源汽車的三大核心部件，世界各國都在竭力降低這三大部件的體積和重量。電機驅(qū)動由主回路和控制電路構(gòu)成，而主回路部分的體積和重量約占總體的85%，功率器件是主回路的核心。在影響電機驅(qū)動體積與重量的各部件中，功率器件所占的比重超過65%。因此，圍繞功率器件進一步提高功率密度成為世界各研發(fā)機構(gòu)降低電機驅(qū)動成本的研發(fā)重點。

現(xiàn)有車用控制器普遍采用硅芯片，經(jīng)過20多年的技術(shù)開發(fā)已經(jīng)十分成熟，在許多方面已逼近甚至達到了其材料的本征極限。以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體功率器件因具備諸如高功率密度、低功率損耗以及良好的高溫穩(wěn)定性等優(yōu)勢，可以有效的實現(xiàn)電力電子系統(tǒng)的高效率、小型化和輕量化，因此可以為新能源汽車行業(yè)帶來更高的續(xù)航里程、更小的系統(tǒng)體積、更高的熱穩(wěn)定性以及更安全方面的優(yōu)勢。目前，SiC SBD產(chǎn)品在車載充電機OBC中的應(yīng)用最為成熟，已經(jīng)大量用于其PFC單元中。未來隨著MOSFET及模塊產(chǎn)能的提升、高溫封裝以及驅(qū)動技術(shù)的成熟，也會在DCDC、驅(qū)動應(yīng)用中得到爆發(fā)。隨著碳化硅材料及其功率器件制備技術(shù)的不斷成熟，成本和可靠性的不斷優(yōu)化，“世紀(jì)金光”相信碳化硅功率器件必將在新能源等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。