想象你正坐在一辆全速行驶的电动汽车里,感受着风驰电掣的快感。这辆车的动力核心,隐藏在复杂的电路和精密的组件中,而其中一个关键角色,就是SiC MOSFET。你可能听说过这个词,但真正了解它的,又有多少人呢?SiC MOSFET是什么?它究竟是如何改变我们的世界的?今天,就让我们一起揭开它的神秘面纱。
SiC MOSFET,全称是碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管,是一种基于碳化硅材料的功率半导体器件。它结合了MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)的高效开关特性和SiC材料的优异性能,成为现代电力电子技术的重要进步。
与传统的硅基MOSFET相比,SiC MOSFET具有诸多优势。SiC材料具有更高的工作温度、更低的导通电阻、更快的开关速度和更好的热导率。这意味着SiC MOSFET在高温环境下依然能稳定工作,同时能更高效地转换电能,减少能量损耗。
SiC MOSFET的引入,为各种应用带来了革命性的变化。以SemiQ的SiC MOSFET模块为例,它的开关损耗接近于零,大大提高了效率,减少了散热需求。这使得SiC MOSFET模块成为各种应用的理想选择,包括直流电源设备、感应加热整流器、焊接设备、高温环境、太阳能逆变器、电机驱动器、电源、充电站等。
SemiQ 1200V SiC MOSFET模块系列产品,以其封装高度降低、电感降低、开关损耗低、低结到外壳热阻、非常坚固且易于安装等优势,赢得了市场的广泛认可。这些模块可以直接安装到散热器上,简化了设计,降低了成本。
SiC MOSFET的应用领域非常广泛,尤其在电动汽车和可再生能源领域,它的作用不可替代。罗姆的第4代SiC MOSFET成功应用于日立安斯泰莫的纯电动汽车逆变器,助力延长续航里程和系统的小型化。罗姆的SiC MOSFET改善了短路耐受时间,并实现了业界超低的导通电阻。在车载逆变器中采用该产品时,与使用IGBT时相比,电耗可以减少6%,非常有助于延长电动汽车的续航里程。
国基南方也在2025上海国际车展上发布了新能源汽车用全系列SiC产品方案。国基南方的车规级SiC MOSFET器件矩阵覆盖650V-1700V电压平台,全面匹配新能源车400V、800V及1000V超快充电动架构需求。通过深化与整车企业的协同研发机制,系列产品已在充电桩系统、车载电源OBC/DC-DC、空调压缩机热管理及电驱逆变器等关键系统实现规模化应用,累计装车量突破3000万只,配套新能源车辆逾550万台。
SiC MOSFET的技术突破,离不开各大企业的不断创新。三菱电机开始提供全SiC和混合SiC SLIMDIP样品,这两款产品在小型至大型电器应用中均能实现优异的输出性能与功耗降低,显著提升能效表现。与现行硅基逆导型绝缘栅双极晶体管(RC-IGBT)SLIMDIP模块相比,新型SiC模块可为大容量家电提供更高的输出功率。此外,与硅基模块相比,全SiC SLIMDIP的功率损耗降低了79%,混合SiC SLIMDIP的功率损耗降低了47%,可使电器更节能。
罗姆第4代SiC MOSFET裸芯片批量应用于吉利集团电动汽车品牌“极氪”的X、009、001三种主力车型。自2023财年起,这款功率模块经由罗姆和正海集团的合资公司—上海海姆希科半导体有限公司批量供货给吉利旗下Tier1厂商—宁波威睿电动汽车技术有限公司。无论哪种车型,以SiC MOSFET为核心的罗姆电源解决方案都将有助于延长车辆续航距离以及提高性能。
SiC MOSFET的未来,充满了无限可能。罗姆计划于2025年推出第5代SiC MOSFET,同时也提前了第6代及第7代产品的市场投入计划。通过构筑SiC供应体制,实现以裸芯片、分立器件和模块等各种形态供货,从而促进SiC的普及,为实现可持续发展社会做出贡献。
新型SiC模块的开发,使得安装面积减少一半,功率密度达到传统DIP模块的1.4倍以上。这使得安装面积显著减少,满足市场对模块体积更小、重量更轻的需求。目前,大多数配置都以IGBT和SiC等分立元件为中心,