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以SiC为核心 罗姆强化功率器件产品线

丛秋波?? EDNChina?? 2013年03月15日 ?? 收藏0
作为新一代功率器件材料, SiC(碳化硅)备受关注和期待。罗姆公司四大发展战略之一的“功率器件战略”就是以SiC为核心,强化IC、TR和DI的功率元器件的产品线。罗姆公司表示,SiC在高温条件下拥有出众的工作特性、电力损失少,可高速化的SiC在各种各样的应用中能更加节省电力。罗姆是首家开始量产“全SiC”功率模块的公司,并处于行业领先的地位。

据罗姆介绍,“全SiC”功率模块(额定1200V/100A)产品的内置功率半导体元件全部采用SiC构成。与普通的Si(硅)材质的IGBT模块相比具备以下优势:开关损耗降低85%,与传统的400A级别的Si-IGBT模块相替换时,体积减小约50%。损耗低,因此发热少,可减小冷却装置体积,从而可实现设备整体的小型化。此产品主要应用安装在工业设备和太阳能电池等中负载电力转换的变频器、转换器上。

由于SiC功率模块电力转换时损耗少、材料性能卓越,因此,在工业设备、太阳能电池、电动汽车、铁路等电力电子技术应用领域备受关注。根据估算,将传统的Si半导体全部替换为SiC后的节能效果,仅在日本国内就相当于4座核电站的发电量(注)。

据了解,以往为什么SiC迟迟没有完全替代Si,主要是在可靠性上存在诸多问题,一直无法实现量产。罗姆在2010年就率先成功实现了SiC-SBD和SiC-MOSFET两种SiC元件的量产,“全SiC”功率模块在罗姆总部工厂(京都市)也于去年3月下旬开始量产出货。罗姆通过独特的缺陷控制技术和筛选法确保了可靠性。

日前,罗姆已量产的“全SiC”功率产品主要有,“全SiC”电源模块BSM120D12P2C005,开关损耗降低了85%以上,体积比硅材料减小50%,效率可达95%,可应用于太阳能、风能等工业设备。

以SiC为核心 罗姆强化功率器件产品线

主要应用于电动汽车EV/HEV、太阳能发电等。罗姆认为通过这些研发可降低损耗、减少CO2排放,提高罗姆的企业存在价值。

有关调研报告显示,2015年会是SiC发展的一个拐点,SiC在功率器件上的应用会起到主导作用。未来的十年,这一市场份额将增长20倍。混合汽车、电动车是主要的驱动力,马达驱动、风能、太阳能等对SiC需求都会快速增长。罗姆认为,虽然目前SiC的价格要比IGBT贵,但随着SiC工艺技术的改进价格也会降下来,并使良率有大幅提升,应用的普及率也会提高,特别是在5kW的应用领域,SiC发展空间很大。

(注)根据日本工程振兴协会(ENAA)的调查:截止2020年日本国内主要领域都导入了SiC功率元件的情况下(按1座100万kW级的核电站=8.8TWh/年估算)。

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太阳能? 电动汽车? 功率器件? SiC?

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