LEwin乐玩-碳化硅应用趋势解读:更高耐压、更简拓扑、更广场景
2026-04-19 03:54:02

“于器件机能充足强盛的今天,年夜道至简正成为一种主流选择。”2026年4月1日,于2026国际绿色能源生态成长峰会上,瑞能半导体碳化硅产物技能专家王越暗示:“基在SiC不停晋升的产物机能,财产链有能力用更简朴的拓扑实现更高效、更靠得住、更快速落地的解决方案。”

他从近五年来碳化硅(SiC)运用的现实变化出发,体系论述了碳化硅器件于电压晋升、拓扑简化、运用拓展和封装多样化等方面的演进趋向,并周全先容了瑞能半导体于碳化硅范畴的技能堆集与产物结构。

电压晋升成为明确趋向,碳化硅器件耐压需求水长船高

碳化硅技能推广已经有二十余年,如今已经再也不是基础观点普和阶段,而是进入以运用为导向的深度优化期。王越先容称,于SiC运用中电压等级正连续晋升。他以光伏范畴及汽车充电桩范畴的运用为例,举行了阐发。

于光伏范畴,决议体系竞争力的焦点指标是LCoE(平准化度电成本),这是权衡电力项目全生命周期内单元发电经济性的焦点指标,广泛运用在能源项目评估及政策制订。为优化LCoE指标,愈来愈多客户选择增长光伏组串数目,体系母线电压从传统的800伏慢慢向900伏、1000伏甚至更高演进。

王越指出,这一变化直接对于功率器件的耐压能力提出了更高要求。致使已往遍及合用的1200伏碳化硅器件,已经难以满意新体系的安全裕量需求,客户最先向供给商提出1400伏、1500伏以致更高耐压的产物需求。

而于充电桩范畴,市场竞争已经进入白热化阶段。哪怕是为寻求0.2%至0.3%的效率晋升,工程师不停加速开关速率,dv/dt愈发激进。更快的开关速率叠加路线感抗,必将孕育发生更高的尖峰电压,迫使器件耐压同步晋升。此外,单级拓扑的风行 例如从特斯拉Cybertruck最先的OBC单级化设计 省去了年夜容量DC-Link电解电容,使体系直接面临电网与负载的打击,母线电压颠簸猛烈,进一步推高了对于器件耐压的要求。

综合以上范畴的运用案例,王越总结道: 碳化硅器件于同平台运用中的电压晋升需求显著晋升,与之相干的功率器件动态靠得住性也逐渐被器重,这既是挑战,也是技能迭代的主要标的目的。

拓扑简化:从繁杂三电平到两电平普适化

第二个主要趋向是 功率拓扑的简化 。已往为了均衡效率与器件耐压,业内常采用繁杂的三电平拓扑、飞跨电容拓扑等精妙设计,但同时也带来了电路繁杂度高、元件数目多、节制计谋繁琐等问题。跟着碳化硅器件机能的不停加强,两电平运用正走向普适化。

王越以1500伏光伏体系为例申明:已往必需借助三电平或者飞跨电容拓扑将电压降低,才能利用1200伏器件。而如今,跟着1700伏、2200伏碳化硅器件的成熟,客户可以直接采用最简朴的传统BOOST拓扑实现MPPT(最年夜功率点跟踪)。虽然这类简朴拓扑于理论效率上可能略逊在飞跨电容方案,但其布局简朴、成本更低、靠得住性高、妨碍模式单一,更主要的是能帮忙客户快速实现项目落地。

这就是 简约,不简朴 的表现, 王越夸大, 于器件机能充足强盛的今天,年夜道至简正成为一种主流选择。

运用范畴连续拓展,封装与靠得住性走向多样化

王越还有分享了碳化硅运用范畴的连续拓展。除了了光储充、车载OBC、主电驱等传管辖域,碳化硅正渗入进更多新兴场景。于汽车范畴,包括不变主电驱电压的DC-LinkConverter(转换器)、母线预充的有源DC/DC、满意功效安全需求的板载辅助电源,以和实现微秒级掩护的固态断路器,都于踊跃采用碳化硅方案;于工业范畴,高压电子负载、固态变压器、固态继电器等运用,也因碳化硅的高耐压及高频特征而受益。

与此同时,器件封装与靠得住性也出现多样化成长趋向。银烧结工艺、顶部散热布局正成为晋升散热机能的要害。针对于高靠得住性场景,瑞能已经增长宇宙射线耐受性、动态反偏、动态门极偏压、高压H3TRB(双85)等更为严苛的靠得住性查核项目。封装情势上,传统的TO-247封装也衍生出增长爬电凹槽、转变质料等级等新设计,以满意差别体系电压下的安规要求。模块化趋向一样较着,当运用成熟后,客户往往从分立器件转向功率模块,以寻求更高的集成度及靠得住性。

瑞能半导体:十五年碳化硅积淀,以完备产物矩阵迎接市场挑战

于演讲的后半部门,王越先容了瑞能半导体于碳化硅范畴的技能积淀与产物结构。瑞能半导体的汗青可追溯至1969年的飞利浦,历经恩智浦,在2015年自力。公司早于2011年便立项研发碳化硅,至今已经有15年的技能堆集,是碳化硅范畴的初期开拓者之一。

今朝,瑞能拥有本身的晶圆厂及封装工场,产物线涵盖晶闸管、功率二极管、碳化硅、IGBT及硅MOSFET五条主线,办事在消费、工业、数据中央、绿色能源及汽车四年夜范畴。于碳化硅产物上,瑞能提供从650伏到2200伏的全系列二极管及MOS管。此中,第六代碳化硅肖特基二极管拥有低至1.26伏的VF值,第二代、第三代MOSFET连续优化功率密度,第三代比导通电阻已经降至2.1m cm ,功率密度较第二代晋升30%。

除了富厚的分立器件外,瑞能还有提供全碳化硅功率模块,涵盖半桥、H桥、三相全桥、三电平等主流拓扑,满意从光伏到汽车的各类运用需求。王越吐露,更高电压的3300伏、10千伏器件,以和8英寸碳化硅晶圆的导入都于计划中。于封装立异方面,瑞能推出了内绝缘的TO-247封装,热阻降低三分之一,通流能力晋升25%(从30A晋升到40A);顶部散热器件家族也于不停壮年夜,于已经经量产TSPAK及TOLT封装的基础上,行将推出的QDPAK封装将进一步鞭策顶部散热系统化的体系设计,可以及TOLT同享封装高度,共用散热平面。

结语:以更强盛的器件,实现更简朴的设计

演讲末了,王越用 简约,不简朴 年夜道至简 先到咸阳为王上 三句话总结了当前碳化硅运用的焦点逻辑。他暗示,于碳化硅器件机能日趋强盛的今天,财产链有能力用更简朴的拓扑实现更高效、更靠得住、更快速落地的解决方案。于激烈的市场竞争中,谁能率先用简便靠得住的方案抢占市场,谁就能博得先机。机能越发强盛的SiC功率器件,不停细分的电压等级,快速顺应客户运用要求的产物匹配能力,是保障 年夜道至简 理念落地的基础性保障。

绿色能源的将来,离不开更高效率、更高靠得住性、更高性价比的功率半导体。 王越暗示, 瑞能半导体愿与行业伙伴一道,用更强盛的碳化硅器件,实现更简朴的设计,更快的市场相应,配合鞭策绿色能源生态的繁荣成长。

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