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碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)誰(shuí)是寬禁帶(WBG)材料的未來(lái)？

以GaN和SiC為代表第三代半導(dǎo)體正處于高速發(fā)展的階段，Si和GaAs等第一、二代半導(dǎo)體材料也仍在產(chǎn)業(yè)中大規(guī)模應(yīng)用。但不可否認(rèn)，第三代半導(dǎo)體確實(shí)具有更多的性能優(yōu)勢(shì)。
關(guān)鍵字：碳化硅 SiC 氮化鎵 GaN 寬禁帶 WBG

意法半導(dǎo)體收購(gòu)Norstel AB 強(qiáng)化碳化硅產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈

近年隨著電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)崛起，碳化硅（SiC）功率半導(dǎo)體市場(chǎng)需求激增，吸引產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)的關(guān)注，國(guó)際間碳化硅(SiC)晶圓的開(kāi)發(fā)驅(qū)使SiC爭(zhēng)奪戰(zhàn)正一觸即發(fā)。與硅(Si)相比，碳化硅是具有比硅更寬的能帶隙(energy bandgap，Eg)的半導(dǎo)體；再者，碳化硅具有更高的擊穿電場(chǎng) (breakdown electric field，Ec)，因此可被用于制造功率組件應(yīng)用之電子電路的材料，因?yàn)橛锰蓟柚瞥傻男酒词购穸认鄬?duì)小也能夠經(jīng)受得起相對(duì)高的電壓。表一分別示出了硅和碳化硅的能帶隙(Eg)、擊穿電場(chǎng)(Ec)和電
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鄭有炓院士：第三代半導(dǎo)體迎來(lái)新發(fā)展機(jī)遇

半導(dǎo)體材料是信息技術(shù)的核心基礎(chǔ)材料，一代材料、一代技術(shù)、一代產(chǎn)業(yè)，半個(gè)多世紀(jì)來(lái)從基礎(chǔ)技術(shù)層面支撐了信息技術(shù)翻天覆地的變化，推動(dòng)了電子信息科技產(chǎn)業(yè)可持續(xù)蓬勃發(fā)展。同樣地，信息技術(shù)和電子信息科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求又驅(qū)動(dòng)了半導(dǎo)體材料與技術(shù)的發(fā)展。第三代半導(dǎo)體材料及其應(yīng)用第三代半導(dǎo)體是指以GaN、SiC為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料，它是繼20世紀(jì)50年代以Ge、Si為代表的第一代半導(dǎo)體和70年代以GaAs、InP為代表的第二代半導(dǎo)體之后于90年代發(fā)展起來(lái)的新型寬禁帶半導(dǎo)體材料，即禁帶寬度明顯大于Si（1.12 eV）和Ga
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汽車(chē)電氣化的部分關(guān)鍵技術(shù)及ST的解決方案

1? ?汽車(chē)電氣化的趨勢(shì)和挑戰(zhàn)汽車(chē)市場(chǎng)中與電氣化相關(guān)的應(yīng)用是減少交通碳排放影響的關(guān)鍵因素。中國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人在2020年9 月提出中國(guó)要在2030年碳達(dá)峰，2060 年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)碳中和，減少能源使用中的碳排放是其中的重要一環(huán)。電能是清潔、高效的能源品種，用電能作為主要的能源消耗可以大幅減少碳排放。同時(shí)也要發(fā)展低排放的清潔能源作為主要發(fā)電的能源。中國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放占比達(dá)10%，而公路運(yùn)輸占其中的74%，主要來(lái)自燃油車(chē)的排放。因此，發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)并逐漸從燃油車(chē)過(guò)渡到電動(dòng)汽車(chē)對(duì)減少
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清潔安全的汽車(chē)將由功能電子化和自動(dòng)駕駛賦能

未來(lái)的汽車(chē)將是清潔和安全的汽車(chē)，由先進(jìn)的汽車(chē)功能電子化和自動(dòng)駕駛技術(shù)賦能。安森美半導(dǎo)體汽車(chē)戰(zhàn)略及業(yè)務(wù)拓展副總裁 Joseph Notaro1? ?功率器件賦能電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)車(chē)可幫助實(shí)現(xiàn)零排放，其市場(chǎng)發(fā)展是令人興奮和充滿(mǎn)生機(jī)的，隨著電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)售不斷增長(zhǎng)，必須推出滿(mǎn)足駕駛員需求的基礎(chǔ)設(shè)施，以提供一個(gè)快速充電站網(wǎng)絡(luò)，使他們能夠快速完成行程，而沒(méi)有“續(xù)航里程焦慮癥”。這一領(lǐng)域的要求正在迅速發(fā)展，需要超過(guò)350 kW 的功率水平和95% 的能效成為“常規(guī)”。鑒于這些充電樁部署在不同的環(huán)境和地點(diǎn)，緊湊
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安森美半導(dǎo)體：為關(guān)鍵應(yīng)用推出系列綠色解決方案

1? ?關(guān)注關(guān)鍵應(yīng)用的節(jié)能減排安森美半導(dǎo)體提供所有應(yīng)用的電力電子解決方案，也專(zhuān)注于一些關(guān)鍵應(yīng)用，包括能源基礎(chǔ)設(shè)施（太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)能、電動(dòng)車(chē)充電站/ 樁）、工業(yè)、云計(jì)算和5G 基礎(chǔ)設(shè)施。這些市場(chǎng)都有其獨(dú)特的技術(shù)挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)由相同因素的不同組合驅(qū)動(dòng)：提高能效、減小尺寸和質(zhì)量以及優(yōu)化系統(tǒng)成本或擁有成本。例如太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換，從集中式逆變器到組串式逆變器的轉(zhuǎn)變消除了逆變器的單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)。如果一個(gè)組串式逆變器停止工作，仍可用其他組串來(lái)發(fā)電。它還有個(gè)額外的好處，就是能對(duì)較少量的面板進(jìn)行最大功率點(diǎn)追蹤。
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采用SiC FET盡可能提升圖騰柱PFC級(jí)的能效

圖騰柱PFC電路能顯著改善交流輸入轉(zhuǎn)換器的效率，但是主流半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)技術(shù)的局限性使其不能發(fā)揮全部潛力。不過(guò)，SiC FET能突破這些局限性。本文介紹了如何在數(shù)千瓦電壓下實(shí)現(xiàn)99.3%以上的效率。正文交流輸入電源的設(shè)計(jì)師必須竭力滿(mǎn)足許多要求，包括功能要求、安全要求和EMC要求等等。他們通常需要進(jìn)行權(quán)衡取舍，一個(gè)好例子是既要求達(dá)到服務(wù)器電源的“鈦”標(biāo)準(zhǔn)等能效目標(biāo)，又要用功率因素校正（PFC）將線(xiàn)路諧波發(fā)射保持在低水平，以幫助電網(wǎng)可靠高效地運(yùn)行。在大部分情況下，會(huì)通過(guò)升壓轉(zhuǎn)換器部分實(shí)施PFC，升壓轉(zhuǎn)換器會(huì)將整流后
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SiC大戰(zhàn)拉開(kāi)帷幕，中國(guó)勝算幾何

近些年，隨著電動(dòng)汽車(chē)以及其他系統(tǒng)的增長(zhǎng)，碳化硅（SiC）功率半導(dǎo)體市場(chǎng)正在經(jīng)歷需求的突然激增，因此也吸引了產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)的關(guān)注。在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用進(jìn)一步成熟的趨勢(shì)下，SiC的爭(zhēng)奪戰(zhàn)正一觸即發(fā)。碳化硅材料之殤SiC器件成本高的一大原因就是SiC襯底貴，目前，襯底成本大約是加工晶片的50%，外延片是25%，器件晶圓生產(chǎn)環(huán)節(jié)20%，封裝測(cè)試環(huán)節(jié)5%。SiC襯底不止貴，生產(chǎn)工藝還復(fù)雜，與硅相比，碳化硅很難處理、研磨和鋸切，挑戰(zhàn)非常大。所以大多數(shù)企業(yè)都是從Cree、Rohm等供應(yīng)商購(gòu)買(mǎi)襯底。SiC器件廣泛用于光伏逆變器、工
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功率半導(dǎo)體－馬達(dá)變頻器內(nèi)的關(guān)鍵組件

全球有約 30% 的發(fā)電量用于驅(qū)動(dòng)工業(yè)應(yīng)用中的馬達(dá)，而全球工業(yè)產(chǎn)業(yè)消耗的能源量預(yù)期到 2040 年將成長(zhǎng)一倍。隨著對(duì)能源成本和資源有限的意識(shí)不斷提高，未來(lái)提升驅(qū)動(dòng)馬達(dá)用電效率的需求將會(huì)越來(lái)越顯著。
關(guān)鍵字： IGBT7 SiC MOSFET 馬達(dá)變頻器功率半導(dǎo)體英飛凌

以中國(guó)帶動(dòng)世界意法半導(dǎo)體搶占新能源汽車(chē)制高點(diǎn)

意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics) 以“意法半導(dǎo)體，科技始之于你”為主題亮相2021年慕尼黑上海電子展，展示其行業(yè)領(lǐng)先的智能出行、電源和能源管理、物聯(lián)網(wǎng)和5G產(chǎn)品及解決方案。作為意法半導(dǎo)體重要的業(yè)務(wù)領(lǐng)域之一，此次展臺(tái)的焦點(diǎn)是一輛智能電動(dòng)轎跑小鵬P7，這款先進(jìn)的新能源智能汽車(chē)的車(chē)輛控制單元(VCU)中采用意法半導(dǎo)體的先進(jìn)的多功能芯片L9788，這是首個(gè)集成CAN FD收發(fā)器的U-chip解決方案，符合最高的功能性安全標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)包括節(jié)省物料清單(BOM)成本、減少印刷電路板(PCB)
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電動(dòng)汽車(chē)BMS的技術(shù)趨勢(shì)及恩智浦的解決方案

1? ?電動(dòng)汽車(chē)BMS的技術(shù)趨勢(shì)對(duì)恩智浦而言，我們所觀察到的電動(dòng)汽車(chē)制造商在規(guī)劃整個(gè)車(chē)型電氣化過(guò)程中正在面對(duì)如下挑戰(zhàn)，這也代表了現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。1)? ?電池成本的持續(xù)降低是電動(dòng)車(chē)普及以及車(chē)廠盈利的重要決勝點(diǎn)。除電芯降本外，還需要不斷優(yōu)化電子電氣以及機(jī)械架構(gòu)，并制作支持自動(dòng)化組裝的生產(chǎn)線(xiàn)，這樣才能提高生產(chǎn)效率。2)? ?延長(zhǎng)里程需要提高比能量，縮短充電時(shí)間則要增加比功率，在逐漸挑戰(zhàn)比能量和比功率極限的過(guò)程中，電池管理功能安全的等級(jí)、診斷的精度
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SiC在電動(dòng)汽車(chē)的功率轉(zhuǎn)換中扮演越來(lái)越重要的角色

1? ?中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的需求特點(diǎn)首先，中國(guó)的電動(dòng)化發(fā)展速度很快，中國(guó)企業(yè)的創(chuàng)新力旺盛，而且直接從傳統(tǒng)汽車(chē)向新能源汽車(chē)過(guò)渡，沒(méi)有美國(guó)或歐洲企業(yè)所面臨的復(fù)雜的“技術(shù)遺產(chǎn)”問(wèn)題。相比歐美，新興的中國(guó)車(chē)企更期待新能源汽車(chē)。在中國(guó)，功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在汽車(chē)中的應(yīng)用非常廣泛，這就是為什么ST專(zhuān)注于與中國(guó)客戶(hù)合作開(kāi)發(fā)電源管理系統(tǒng)。ST汽車(chē)和分立器件產(chǎn)品部大眾市場(chǎng)業(yè)務(wù)拓展負(fù)責(zé)人公司戰(zhàn)略辦公室成員Giovanni Luca SARICA2? ?SiC在成本上有優(yōu)勢(shì)嗎SiC解決方案的成本
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Nexperia推出符合AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)引腳CAN-FD保護(hù)二極管，具有行業(yè)領(lǐng)先的ESD性能

半導(dǎo)體基礎(chǔ)元器件領(lǐng)域的高產(chǎn)能生產(chǎn)專(zhuān)家Nexperia宣布推出適用于CAN-FD應(yīng)用的新款無(wú)引腳ESD保護(hù)器件。器件采用無(wú)引腳封裝，帶有可濕錫焊接側(cè)焊盤(pán)，支持使用AOI工具。PESD2CANFDx系列部件完全符合AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)提供行業(yè)領(lǐng)先的ESD和RF性能，節(jié)省了PCB空間。 Nexperia通過(guò)有引腳和無(wú)引腳封裝為CAN-FD總線(xiàn)提供硅基ESD保護(hù)。帶有可濕錫焊接側(cè)焊盤(pán)的全新DFN1412D-3和DFN1110D-3無(wú)引腳DFN封裝占用的PCB空間比傳統(tǒng)SOT23和SOT323封裝少
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TI為何把首款GaN FET定位于汽車(chē)和工業(yè)應(yīng)用

GaN（氮化鎵）作為新一代半導(dǎo)體材料，正有越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。近日，德州儀器（TI）宣布其首款帶集成驅(qū)動(dòng)器、內(nèi)部保護(hù)和有源電源管理的GaN FET，分別面向車(chē)用充電器和工業(yè)電源，可以實(shí)現(xiàn)2倍的功率密度和高達(dá)99%的效率。TI如何看待GaN在汽車(chē)和工業(yè)方面的機(jī)會(huì)？此次GaN FET的突破性技術(shù)是什么？為此，電子產(chǎn)品世界記者線(xiàn)上采訪了TI高壓電源應(yīng)用產(chǎn)品業(yè)務(wù)部GaN功率器件產(chǎn)品線(xiàn)經(jīng)理Steve Tom。TI高壓電源應(yīng)用產(chǎn)品業(yè)務(wù)部GaN功率器件產(chǎn)品線(xiàn)經(jīng)理Steve Tom1? ?GaN在電源領(lǐng)
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推動(dòng)更快、更安全、更高效EV充電器的技術(shù)

隨著電動(dòng)汽車(chē)（EV）數(shù)量的增加，對(duì)創(chuàng)建更加節(jié)能的充電基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的需求也在日益增長(zhǎng)，如此便可更快地為車(chē)輛充電。與先前的電動(dòng)汽車(chē)相比，新型電動(dòng)汽車(chē)具有更高的行駛里程和更大的電池容量，因此需要開(kāi)發(fā)快速直流充電解決方案以滿(mǎn)足快速充電要求。150 kW或200 kW的充電站約需要30分鐘才能將電動(dòng)汽車(chē)充電至80％，行駛大約250 km。根據(jù)聯(lián)合充電系統(tǒng)和Charge de Move標(biāo)準(zhǔn)，快速DC充電站可提供高達(dá)400 kW的功率。今天，我們將研究驅(qū)動(dòng)更快、更安全、更高效的充電器的半導(dǎo)體技術(shù)
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