隨著寬禁帶技術(shù)不斷滲透到傳統(tǒng)和新興的電力電子應(yīng)用中，半導(dǎo)體廠商一直在以驚人的速度開(kāi)發(fā)其產(chǎn)品系列。其中一些已發(fā)布了多代技術(shù)產(chǎn)品，例如，安森美半導(dǎo)體最近推出了650伏(V) SiC MOSFET。

 

寬禁帶半導(dǎo)體如SiC和氮化鎵(GaN)，正在成為主流并與高增長(zhǎng)應(yīng)用領(lǐng)域如電動(dòng)汽車(EV)和5G基站相關(guān)。然而，傳統(tǒng)的硅基MOSFET有成本優(yōu)勢(shì)，仍用于大多數(shù)應(yīng)用。成本差異意味著現(xiàn)在寬禁帶器件將主要用于減少整體系統(tǒng)成本。

 

例如，這可通過(guò)去除冷卻系統(tǒng)或減小無(wú)源器件的尺寸和成本來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于WBG器件的開(kāi)關(guān)頻率更高，因此有可能實(shí)現(xiàn)這些縮減。短期內(nèi)，將看到方案會(huì)結(jié)合硅和第三代半導(dǎo)體兩種技術(shù)。如逆變器可搭配一個(gè)傳統(tǒng)的硅IGBT和一個(gè)SiC二極管，以實(shí)現(xiàn)比轉(zhuǎn)向全SiC更低的系統(tǒng)成本，同時(shí)仍提高能效和可靠性。

 

5G可能比4G LTE的速度快20倍。為了更快的運(yùn)行，需要處理更高功率、有更好散熱能效的器件，使硬件不會(huì)過(guò)熱，和為提高電源能效而優(yōu)化。

 

這些新平臺(tái)的性能目標(biāo)和SiC MOSFET的優(yōu)勢(shì)完美匹配，不只因?yàn)镾iC非常適用于嚴(yán)苛的環(huán)境。這些優(yōu)勢(shì)意味著SiC在云服務(wù)和人工智能(AI)方面也發(fā)揮重要作用。需求在這些應(yīng)用領(lǐng)域呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，對(duì)更高功率密度的需求是設(shè)計(jì)工程師關(guān)注的焦點(diǎn)。

 

寬禁帶器件(SiC和GaN)對(duì)電力電子的未來(lái)至關(guān)重要。這些技術(shù)正在創(chuàng)建以前由于材料的物理性質(zhì)所不可能創(chuàng)建的器件。

 

安森美預(yù)計(jì)看到SiC在工業(yè)電源和能量生成的市場(chǎng)份額將繼續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，在汽車牽引逆變器的市場(chǎng)份額增長(zhǎng)更快。GaN顯示出在消費(fèi)類電源等應(yīng)用中大規(guī)模采用的跡象，在這些應(yīng)用中，功率密度是個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)目標(biāo)。雖然GaN也適用其它更高要求的應(yīng)用，但預(yù)期在約3年內(nèi)不會(huì)達(dá)到同等規(guī)模的采用率。

 

目前，SiC襯底開(kāi)發(fā)是最大的瓶頸，半導(dǎo)體制造商包括安森美半導(dǎo)體正致力解決這問(wèn)題。其它瓶頸包括但不限于外延生長(zhǎng)、晶圓廠加工和封裝。