CoolSiC™ MOSFET G2助力英飞凌革新碳化硅市场

英飞凌凭借CoolSiC MOSFET G2技术，再度突破极限，实现更高效率、更低功耗，这也使英飞凌在日益发展且竞争激烈的碳化硅市场，屹立于创新浪潮之巅。在过去三年，碳化硅市场经历了蓬勃发展，特别是在全球能源转型相关应用领域，例如，光伏、储能、电动汽车和电动汽车充电基础设施。英飞凌CoolSiC产品系列在这些领域大有可为。

Q

CoolSiC MOSFET是被许多应用所青睐的功率半导体。以电动汽车充电站为例，CoolSiC MOSFET将来自电网的电力转换为汽车电池的电能——而且损耗水平明显低于任何形式的硅基产品。请问CoolSiC MOSFET G2与上一代产品相比，在这方面有什么优势？

A

英飞凌：凭借CoolSiC MOSFET G2技术，我们再次在降低功耗方面取得了巨大突破。例如，更加高效的G2芯片与更为先进的封装技术相结合，可以将电动汽车快速充电站的功率损耗比上一代产品降低10%。CoolSiC MOSFET G2在光伏、储能、电机驱动和工业电源等其他应用领域，也具有类似的优势。

Q

具体来说这意味着什么？能举例说明吗？

A

英飞凌：我们从碳化硅的通用优势讲起。与硅基产品相比，碳化硅可将快速充电站的效率提升2%。这可能听起来算不了什么，但实际上，其节能效果非常显著。这种进步将能革新快速充电器的设计，与硅基解决方案相比，将充电时间缩短25%左右。此外，它还能节约大量能源。如果为1000万辆汽车充电，每年就能节省600 GWh的电量，从而避免20多万吨二氧化碳的排放，换言之，可以在不增加能源消耗的情况下，为另外20万辆汽车充电。如今借助我们的CoolSiC MOSFET G2，我们有望将效率再提高0.3%，这意味着，每为1000万辆汽车充电，每年还能额外节省大约90 GWh的电量。

Q

CoolSiC MOSFET G2还具有哪些优势？

A

英飞凌：与硅基产品相比，碳化硅的主要优势不仅体现在功率损耗方面，还体现在功率密度上。在能量转换系统中，碳化硅器件的开关频率是最好的硅基产品的三倍，有时甚至更快。因此，系统可以使用更加小巧的磁性元件，从而大幅缩小系统的尺寸，减轻系统的重量。由于使用了更少的材料，产品的设计更加紧凑，这不仅节约了成本，也更加环保。借助CoolSiC MOSFET G2，我们还能大幅提高单个MOSFET产品的功率上限，相比上一代产品，最高可提高60%，具体取决于使用的封装类型。此外，我们还采用了优异的.XT技术，用于将芯片粘合到封装上。这种技术将芯片的瞬态热阻降低了25%甚至更高。与传统的键合技术相比，.XT技术将芯片性能提高了15%，并其使用寿命延长了80%。这使得我们在分立器件和模块产品市场上都具备了实实在在的竞争优势。

Q

英飞凌客户能否轻松地从老一代产品过渡到新一代产品呢？还是说，他们必须对设计做出大幅变动？

A

英飞凌：我们在规划CoolSiC MOSFET G2时，除了确保为客户大幅提升性价比之外，还确保从设计的角度，能够轻松快速地从上一代产品过渡到新一代产品。CoolSiC MOSFET G2的另一项优势在于它更加坚固耐用。作为1200V电压等级功率器件的特性之一，CoolSiC MOSFET G2的最大工作结温从过去的175摄氏度提高到了200摄氏度，这意味着客户有了更大的灵活性，可以在过载条件下进行开发设计。这是上一代产品所不能做到的。

Q

CoolSiC MOSFET G2最有前景的应用是什么？

A

英飞凌：过去三年中，碳化硅市场的蓬勃发展，为CoolSiC MOSFET G2开辟了广泛的应用领域，包括工业、光伏、储能，以及电动汽车充电领域。CoolSiC MOSFET G2有望开辟全新的应用领域。在新一代产品中，我们再次为分立器件提供标准工业封装，例如，TO-247、D2PAK 7-pin，以及顶部散热封装。由此可见，第二代CoolSiC MOSFET是真正意义上的全能型产品，用途非常广泛。

Q

在访谈的最后，我们来简要地了解一下现状：如何评价英飞凌目前对碳化硅的部署？

A

英飞凌：英飞凌是第一家将商用碳化硅产品推向市场的公司，于2001年推出了碳化硅二极管。我们在这个领域有着悠久而成功的历史。就SiC MOSFET而言，英飞凌很早就决定投资沟槽栅结构。这一决定主要有两个动机：首先，是出于碳化硅的考虑：与平面型相比，垂直SiC晶面的缺陷密度较低，这是SiC材料的普遍特性。因此，与平面型MOSFET相比，沟槽型具有更好的沟道电导率。这也确保了栅极氧化层的可靠性，从而保证最低的SiC MOSFET现场故障FIT率。我们可以使用更厚更可靠的氧化层，因此，可以执行更加严格的筛选程序，而这正是获得可媲美硅基产品的可靠性的先决条件。其次，沟槽栅的优势，非常适合未来的可持续缩小（shrink）技术路线图。在功率MOSFET的半导体制造过程中，在垂直维度上的关键尺寸（例如，沟槽长度）比水平维度更好控制。最后，几乎所有现代硅基器件都是基于沟槽栅结构的，并且已经广泛取代了平面型MOSFET。因此，我们决心放弃乍看上去更加轻松的平面型设计，而选择这种需要大量专业知识的复杂工艺，并取得了成功。在CoolSiC MOSFET G2产品中，英飞凌延续了上一代器件的出色性能，尤其是其已被验证的高可靠性的特点。

从应用的角度来看，我们从一开始就专注于汽车以及各种工业应用。因此，不论是外形尺寸，还是电压等级方面，我们都拥有市面上最广泛、最细分的碳化硅产品组合之一。这使得客户能够在广泛的应用场景中，选择能够实现最佳性价比的产品，包括具备优异性能的硬开关和软开关产品。我们在未来将继续坚持这一行之有效的策略。通过扩大我们在居林（正在建设迄今为止世界上最大的200mm碳化硅生产设施）的制造能力，以及我们采取的其他措施，我们已经找到了应对快速增长的碳化硅市场的正确措施。因此可以说，我们已经为未来做好了部署，所有关键要素均已就位，我们将推动碳化硅业务的发展，助力英飞凌革新碳化硅市场。