SiC元件普及还需突破三大障碍
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SiC元件普及还需突破三大障碍 SiC元件价格下降的前景虽然看到,但要确保SiC元件普及,还需解决三大课题。即①进一步提高SiC元件的性能;②改善SiC基板的品质;③开发可充分发挥SiC元件优点的周边技术。
在①的元件性能方面,力争加大二极管的输出电流,以扩大应用领域。业界一直期待晶体管能够尽快实现量产。为此,还需要在提高成品率的同时,推进对特性的改善。
在②的基板品质方面,首先需要大幅降低制造成本。“要想MOSFET能够成为业务,底板的面积单价需降至目前的1/10左右”(富士电机电子技术)。 要想降低基板的成本,就必须迅速摆脱对Cree的过度依赖。要实现这一目标,就需要有众多的厂商能够制造出品质可与Cree相媲美的底板。 此外,还必须大幅提高SiC元件的生产效率,使元件的价格下降。因此,业界热切希望能够推出6英寸底板。
周边技术将成焦点在③的周边技术的改善方面,需要提高耐热性、通过周边技术减少损失,以及确立新的降噪对策。 要提高耐热性,逆变器模块的封装材料以及焊锡、控制电路、电容器等就成为考虑的对象。Si元件在200℃高温时会停止工作,因此以前的周边部件只要具备200℃以下的耐热性就足以满足要求。但SiC元件在200℃以上的高温下依然工作,因此周边部分也要能够承受200℃以上的高温。 需要通过周边技术来减少损失是因为元件产生的损失将大幅减少。
“Si元件产生的损失在电源电路整体损失中的比例高达约60%。而如果是SiC元件的话,元件产生的损失就会大幅减少。因此,电路技术及封装技术的改善就愈发重要”(产业技术综合研究所功率半导体电子研究所所长奥村元)。今后,对这些周边技术,“元件特性大幅改善,以前不能利用的布局及电路方式也有重新利用的可能性”。