英飞凌高管谈碳化硅
根据IHS的数据预估，今年的SiC（碳化硅）市场总额将会达到5000万美元，到2028年将飙升到1亿6000万。其中在电动汽车充电市场，SiC在未来几年的符合增长率高达59%；在光伏和储能市场，SiC的年复合增长率也有26%；而在电源部分，这个数字也有16%。整体年复合增长率也高达16%。
能获得这样的成长表现，与SiC本身的特性有关。
英飞凌科技电源与传感系统事业部大中华区开关电源应用高级市场经理陈清源告诉记者，市场追逐SiC，主要是看好他们在带隙、击穿场强、热导率和电子漂移速度等几个方面的特性。
据介绍，在带隙（band gap）方面，碳化硅是硅材料的大概三倍；在单位面积的阻隔电压的能力方面，碳化硅更是硅的7倍；碳化硅的热导率也是硅的大概3倍多；电子漂移速度也比硅快一倍。
因为拥有这些特点，碳化硅器件能够拥有更高的温度和电压、更高的饱和速度、管子在开通和关断的速度也更快。再者，电源在工作过程中，不可避免地有损耗，从而产生热。而这个高热导率则可以把器件中的热带出来，让功率处理能力更强。
SiC的以上这些特性可以让我们做出更加轻薄短小的功率器件。对电子设计工程师而言，那就意味着他们在硅器件上碰到的问题都迎刃而解了。有了更好的材料，加上他们更聪明的头脑，更好的控制方式，就可以设计出更好的电源。而这正是英飞凌过去一直在做的事。
陈清源表示，英飞凌在碳化硅领域已经有了十几年的经验，公司推出的SiC二极管，也已经更新到第六代。此外，公司还有一些应用在汽车领域的大功率SiC模块。而为了帮助开发者更好地利用SiC的优势，英飞凌除了研发相关器件以外，还推出了专门的驱动IC，这与其SiC MOSFET搭配，获得了更高的效率和更高的稳定度。而沟槽式的设计是英飞凌SiC MOSFET能在市场上获得优越表现的另一个不可忽视的重要因素。
据了解，现在的SiC有两种主流制造工艺，分别为平面式和沟槽式。但平面式的架构因为在其闸极氧化层容易产生电子的扰流散射，这就使得其可靠性受到了客户的质疑。但是沟槽式设计，在兼顾到可靠性的同时，还能提升电源效率。
“我们沟槽式的经验来自于CoolMOS方面的十数年积累，这就让我们在用沟槽式的设计时，不但达到性能的要求，而不会偏离它的可靠度。就以碳化硅MOS为例，在同样的可靠度上面，碳化硅沟槽式的设计会远比平面式的碳化硅MOS拥有更高的性能”，陈清源补充说。而借用这个设计，英飞凌也将器件的性能发挥到极致。自有的生产线，也让英飞凌可以在产能上面有更好的保证。而650V CoolSiC™ MOSFET技术和产品则是他们努力的结晶。
