Mõni päev tagasi arutasid Suur-Hiina Infineoni tööstusliku võimsuse juhtimise osakonna turundusdirektor hr Chen Ziying ja Suur-Hiina rakenduste turunduse direktor Infineoni tehnoloogia võimsuse ja andurite osakonna hr Cheng Wentao kolmanda põlvkonna pooljuhtide väärtuse üle. tehnoloogia ja tööstuse areng meediaintervjuus. Tehnoloogia ja tehnoloogiasuundade süvendatud tõlgendamine.
Moorijärgsel ajastul taotleb inimühiskond ühelt poolt elukvaliteedi parandamist selliste tehnoloogiatega nagu kõige Internet, tehisintellekt, suurandmed, targad linnad ja intelligentne transport ning arengutempo. kiireneb. Teisest küljest on globaalsete kliimatingimuste parandamine vähese CO2-heitega eluviisi kaudu muutunud üha enam kõigi jaoks üksmeeleks.
Praegu moodustab umbes kolmandiku ülemaailmsest energianõudlusest elektrienergia nõudlus. Kasvav energianõudlus, fossiilkütuste ressursside järkjärguline ammendumine ja kliimamuutused nõuavad meilt nutikama ja tõhusama energia tootmise, edastamise ja jaotamise leidmist. , Hoiustamine ja kasutamine.
Kogu energia muundamise ahelas võib kolmanda põlvkonna pooljuhttehnoloogia energiasäästupotentsiaal anda suure panuse pikaajaliste globaalsete energiasäästueesmärkide saavutamisse. Lisaks aitavad laia ribalaiusega tooted ja lahendused suurendada tõhusust, suurendada tihedust, vähendada suurust, kaalu ja kogukulusid. Seetõttu hakatakse neid laialdaselt kasutama transpordis, andmekeskustes, nutikates hoonetes, kodumasinates, isiklikes elektroonikaseadmetes jne. Aidake kaasa energiatõhususe parandamisele rakendusstsenaariumides.
Näiteks jõuelektroonikasüsteemide rakendamisel on oodatud kiired toiteseadmed, mille pinge talub üle 1200 V. Sellised seadmed on tänapäeval's mitte-SiC MOSFET-id. Ränist MOSFET-i kasutatakse peamiselt madala ja keskmise võimsusega väljas alla 650 V.
Lisaks suurele kiirusele on ränikarbiidil ka kõrge soojusjuhtivus, suur läbilöögiväljatugevus, kõrge küllastunud elektronide triivimiskiirus jne ning see sobib eriti hästi rakendusteks, mis nõuavad kõrget temperatuuri, suurt võimsust, kõrget rõhku ja kõrget sagedust. ja karmid tingimused, nagu kiirguskindlus. .
Võimsustihedus on seadme tehnoloogilise väärtuse teine oluline aspekt. SiC MOSFETi kiibi pindala on palju väiksem kui IGBT-l. Näiteks 100A/1200V SiC MOSFETi suurus on umbes viiendik IGBT ja vabajooksudioodi summast. Seetõttu saab suure võimsustiheduse ja kiire mootoriga ajami rakendustes SiC MOSFETide väärtust hästi kajastada, sealhulgas 650 V SiC MOSFETide väärtust.
Kõrgepinge takistuse osas võivad kõrgepingelised SiC kiired seadmed, mis on üle 1200 V, parandada süsteemi jõudlust ja süsteemi võimsustihedust, suurendades süsteemi lülitussagedust. Siin on kaks näidet.
· Elektrisõidukite alalisvoolu laadimishunniku toiteploki jaoks tuleb Si MOSFETi kasutamisel ühendada kaheastmelised LLC-d ja vooluahel on keeruline. Kui kasutatakse SiC MOSFET-i, saab realiseerida üheastmelise LLC, mis suurendab oluliselt laadimiskuhja jõuallika ühe üksuse võimsust.
· Kolmefaasilise süsteemi flyback-toiteallika jaoks on ideaalne lahendus ka 1700 V SiC MOSFET. Võrreldes 1500 V räni MOSFET-iga saab kadu vähendada 50% ja efektiivsust suurendada 2,5%.
Töökindluse ja kvaliteedi tagamise seisukohalt on SiC seadmeid kahte tüüpi: tasapinnaline värav ja kraavivärav. Infineoni kaevikuvärav SiC MOSFET võib hästi vältida tasapinnalise värava paisuoksiidi töökindluse probleemi ja ka võimsustihedus on suurem.
Just tänu nendele SiC MOSFET-i suurepärastele omadustele on sellel vastavad rakendused fotogalvaanilistes inverterites, UPS-is, ESS-is, elektrisõidukite laadimises, kütuseelementides, mootoriajamites ja elektrisõidukites.
Kuid kas ränikarbiidist saab kõigi rakenduste jaoks ülim lahendus?
Nagu me kõik teame, on IGBT-tehnoloogial, mis on ränipõhiste jõupooljuhtide esindaja, esinenud mõningaid raskusi jõudluse edasisel parandamisel. Lülituskadu ja juhtivuse küllastuspinge languse vähendamine on vastastikku piiratud ning kadude vähendamise ja efektiivsuse parandamise ruum jääb järjest väiksemaks, mistõttu on tööstus hakanud lootma, et SiC võib muutuda häirivaks tehnoloogiaks. See vaade pole aga kuigi kõikehõlmav. Esiteks edeneb ka Infineoni esindatud ränipõhiste IGBT-de tehnoloogia. Mikrokraavitehnoloogiat kasutavad TRENCHSTOP™5 ja IGBT7 on uued verstapostid. Pakkimistehnoloogia edenedes suureneb IGBT-seadmete jõudlus ja võimsustihedus. Kõrgem. Samal ajal saab erinevate rakenduste jaoks välja töötatud tooteid spetsiaalselt optimeerida, et parandada süsteemis olevate räniseadmete jõudlust, parandades seeläbi süsteemi jõudlust ja kuluefektiivsust. Seetõttu peavad kolmanda põlvkonna pooljuhtide arendusprotsessiga kaasnema räniseadmed. Tehnoloogia arenguga samal ajal kaalutakse erinevate rakenduste jaoks ka suuremahulisi kaubandusliku väärtuse tegureid. Eeldatavasti hakatakse peagi kasutama kolmanda põlvkonna seadmeid kõikides rakendustes. Räniseadmete asendamine stseenis on ebareaalne.
