?SiC 和 GaN 都可以為創(chuàng)建下一代智能電網(wǎng)做出貢獻(xiàn)

SiC 和 GaN 都可以為創(chuàng)建下一代智能電網(wǎng)做出貢獻(xiàn)，以解決能源問題，尤其是在電動(dòng)汽車方面。那么等待我們的未來是什么?但特別是，從長遠(yuǎn)來看，您認(rèn)為基于 SiC 的功率器件應(yīng)該如何發(fā)展才能滿足下一個(gè)更嚴(yán)格的行業(yè)要求?

我認(rèn)為我們必須誠實(shí)，對嗎?這十年，對于這種大功率應(yīng)用來說，仍然是 IGBT 和硅的十年。另一方面，從 2025 年開始，SiC 將開始主導(dǎo)業(yè)務(wù)?，F(xiàn)在還談到寬帶隙，包括 GaN，我們清楚地看到，在能源以及高達(dá) 60?C 的 GaN 前端，我們將有一個(gè)增長非常好，即使今天遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于 SiC。在高電壓下，很明顯電池的應(yīng)用是 800 V。SiC 將成為王者，現(xiàn)在即使在低功率下它也正在普及，因?yàn)?IGBT 并沒有真正付出巨大的代價(jià)，同樣需要 IGBT 的面積比功率比SiC還要高三。有時(shí)會(huì)有一個(gè)神奇的數(shù)字，采購確實(shí)介意 SiC 比 IGBT 貴三倍。所以 IGBT 沒有買單。所以在故事的結(jié)尾，SiC 正在侵入 150 kW 以下，即使是在非常低的功率下，它肯定會(huì)達(dá)到 350 kW，我們在不同的模型中看到了這一點(diǎn)。所以我們面前擺著我認(rèn)為十年中非常激動(dòng)人心的第二部分。未來幾年仍將與產(chǎn)能作斗爭。每個(gè)人都在大量投資。onsemi 再次基本上在捷克共和國建設(shè) Roznov 的雙重能力。今年，我們將 Hudson 的大部分 SiC 晶錠設(shè)施擴(kuò)大了五倍。當(dāng)然，[Epi] 在那里投資總是很重要的，因?yàn)榻回洉r(shí)間非常重要。所以我們在市場上未來兩三年的產(chǎn)能是有限的，但是我認(rèn)為從2025年開始，SiC將會(huì)無處不在。而且我認(rèn)為在我們面前，我們在這項(xiàng)令人興奮的技術(shù)的發(fā)展方面經(jīng)歷了非常美好的十年。

與硅一樣，溝槽絕對是增加密度的明顯方式，當(dāng)然也能帶來更好的價(jià)格。那么我們在市場上看到了什么?Onsemi 已經(jīng)宣布 M4 將是 trench，我認(rèn)為其他擔(dān)任策劃人的競爭對手可能也在做同樣的事情。所以市場正在轉(zhuǎn)向溝槽，因?yàn)榻裉煳覀內(nèi)匀豢梢栽?90% 使用溝槽中擁有活躍區(qū)域。這是一場大革命。因此，為了走上這條漫長的道路，我想強(qiáng)調(diào)市場有一個(gè)組成部分。所以市場容量可用性。第二個(gè)元素，絕對是 8 英寸到位。第三個(gè)要素是從平面到溝槽的技術(shù)轉(zhuǎn)變，但不會(huì)過度降低有源面積的比例，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在有辦法保護(hù)柵極并使技術(shù)更加穩(wěn)健。這當(dāng)然是專有技術(shù)。我無法解釋太多我們是如何做到的。

在可靠性方面，柵氧化層可靠性、閾值電壓不穩(wěn)定性等在過去幾年中得到了研究。也許柵極氧化物將是最重要的。所以告訴我你的想法。因?yàn)闁叛趸瘜淤|(zhì)量決定了 SiC 器件的壽命、工作壽命。那么您的考慮是什么?

所以大門肯定是這里的關(guān)鍵部分吧?我的意思是，至少進(jìn)入 DPH 意味著至少進(jìn)入 RDS 關(guān)閉，對嗎?正如您一開始所說，降低比電阻是我們的目標(biāo)之一。所以今天，該技術(shù)在 175?C 的高溫下，可以說是每平方厘米 500 萬個(gè)。我們正在走下坡路。但同樣，V TH需要超級穩(wěn)定。這又是我之前介紹的關(guān)于如何保護(hù)您的柵極免受高壓、如何保護(hù)高場的概念的一部分，并且有一些技術(shù)可以幫助我們。實(shí)際上，onsemi 非常自豪能夠擁有一個(gè)超級穩(wěn)定的 BTH?，F(xiàn)在 AQG324 現(xiàn)在進(jìn)行了一些測試，例如動(dòng)態(tài)柵極偏置，這些測試對放置 SiC 芯片的模塊施加壓力，這些模塊可能是為了響應(yīng)這些特性而放置的。我們不得不說 JEDEC 做得很好，這當(dāng)然要感謝行業(yè)和半導(dǎo)體行業(yè)的貢獻(xiàn)。我們正在快速行動(dòng)。我想五年前，我們認(rèn)為 SiC 在穩(wěn)健性方面還不成熟。今天我們的想法恰恰相反，因?yàn)槭聦?shí)上，我們在這個(gè)領(lǐng)域有很多時(shí)間。老實(shí)說，信心水平增加了很多。我們失敗的很少，坦率地說，它可以比較。你在 IGBP 領(lǐng)域的失敗比我今天在碳化物中看到的還要多。

GaN 和 SiC 肯定會(huì)承諾更高的工作溫度和更高的效率。這是眾所周知的。但是，在將這些設(shè)備設(shè)計(jì)到系統(tǒng)中時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要考慮熱管理問題。您如何看待隨著功率密度增加而影響工藝和封裝技術(shù)未來發(fā)展的熱管理需求?您對這些封裝技術(shù)的策略是什么?

為了降低價(jià)格，提高性能，我們也在減小芯片的間距。模具越來越密集，意味著很多作品都被限制在一個(gè)非常有限的空間里。所以我們知道 SiC 當(dāng)然可以抵抗更高的溫度，而且它是一個(gè)很好的熱阻。但是我們需要從一個(gè)很小的空間里散去。所以包需要進(jìn)來幫忙。從這個(gè)意義上說，有不同的技術(shù)。但是讓我說，今天的模具燒結(jié)是強(qiáng)制性的，讓我說一下市場上必須擁有的技術(shù)水平。這是頂部和底部。我們有所謂的 STM。這是一個(gè)評估，焊接頂部，焊接/燒結(jié)頂部金屬和底部金屬。所以我們可以在兩個(gè)方向上燒結(jié)模具，我認(rèn)為這是必不可少的。這也使您能夠在模塊內(nèi)部實(shí)現(xiàn)各向同性耗散。該模型還需要材料，絕對可以在高達(dá) 200 度的結(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，因?yàn)?SiC 可以輕松地將其范圍擴(kuò)展到硅之上，傳統(tǒng)上限制在 175。但是傳輸模式的環(huán)氧樹脂需要來沿著。這些夾子也非常具有戰(zhàn)略意義，可以提取熱量。正如我所說，它們可以被燒結(jié)。他們可以焊接。機(jī)械對于傳播熱量也非常重要，因?yàn)殡娏?，通常這些是您擁有多個(gè)芯片和電源的應(yīng)用。電流需要以非常均勻的方式流動(dòng)。所以你需要非常確定你的電源模塊內(nèi)部有良好的電流共享。發(fā)生這種情況不僅是由于模具的特性，也是由于封裝的特性。

芯片需要變得更智能，因?yàn)樗枰恍┕δ埽?dāng)然還有溫度監(jiān)控和電流監(jiān)控。這就是您可以在模型中擁有更多智能的地方。您不僅可以監(jiān)控我們所說的非常傳統(tǒng)的電壓、溫度，還可以監(jiān)控電流，以嘗試了解是否存在危險(xiǎn)的溫差。溫度需要均勻，電流當(dāng)然是一個(gè)很好的代表。如果你控制電流和電壓，你真的可以在那個(gè)時(shí)候測量功率。我們在 Bare die 的路線圖和實(shí)施中有這個(gè)，現(xiàn)在它與電源模塊路線圖相結(jié)合。這就是您可以在模型中擁有更多智能的地方。您不僅可以監(jiān)控我們所說的非常傳統(tǒng)的電壓、溫度，還可以監(jiān)控電流，以嘗試了解是否存在危險(xiǎn)的溫差。溫度需要均勻，電流當(dāng)然是一個(gè)很好的代表。如果你控制電流和電壓，你真的可以在那個(gè)時(shí)候測量功率。我們在 Bare die 的路線圖和實(shí)施中有這個(gè)，現(xiàn)在它與電源模塊路線圖相結(jié)合。這就是您可以在模型中擁有更多智能的地方。您不僅可以監(jiān)控我們所說的非常傳統(tǒng)的電壓、溫度，還可以監(jiān)控電流，以嘗試了解是否存在危險(xiǎn)的溫差。溫度需要均勻，電流當(dāng)然是一個(gè)很好的代表。如果你控制電流和電壓，你真的可以在那個(gè)時(shí)候測量功率。