碳化硅器件，国产替代的趋势和优势

碳化硅MOS

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2022-6-14 14:26 上传

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       与传统的硅器件相比，碳化硅（SiC）器件由于拥有低导通电阻特性以及出色的高温、高频和高压性能，已经成为下一代低损耗半导体可行的候选器件。此外，SiC让设计人员能够减少元件的使用，从而进一步降低了设计的复杂程度。

    SiC元器件的低导通电阻特性有助于显著降低设备的能耗，从而有助于设计出能够减少CO2排放量的环保型产品和系统。

碳化硅MOS封装
封装分插件TO247-3和TO247-4，超薄贴片DFN8*8和DFN5*6
采用碳化硅材料制造的宽禁带功率器件，具有耐高温、高频、高效的特性。

碳化硅模块封装
碳化硅模块分为半桥模块和三相全桥模块
模块封装可以优化碳化硅功率器件使用过程中的性能和可靠性，可灵活地将功率器件与不同的应用方案结合

碳化硅器件具有体积小、功率大、频率高、能耗低、损耗小、耐高压等优点。当前主要应用领域：各类电源及服务器，光伏逆变器，风电逆变器，新能源汽车的车载充电机、电机驱动系统、直流充电桩，变频空调，轨道交通，军工等。

（1）在SiCMOSFET器件方面的研发进展缓慢，只有少数单位具备独立的研发能力，产业化水平不容乐观。

（3）SiC器件高端检测设备被国外所垄断。

（1）采用多芯片并联的SiC功率模块，会产生较严重的电磁干扰和额外损耗，无法发挥SiC器件的优良性能；SiC功率模块杂散参数较大，可靠性不高。

SiC器件在各行业中的应用及优势

光伏：用于光伏逆变器中，光伏发电产生的电流为直流电，需要通过逆变器转换为交流电以实现并网。采用SiC功率器件可以减积减重；提高逆变转化效率2%左右，综合转换效率达到98%；降低损耗，提高光伏发电站经济效益；SiC材料特性，降低故障率。

新能源汽车车载充电机（OBC）：减积减重、提高效率、降低损耗。

新能源汽车直流充电桩：减积减重；提高充电效率至少1%，达到96%以上的转化效率；由于SiC功率器件对温度依赖性较低，提高夏季高温时段电能转化效率；降低电能损耗，提升大型充电站的经济效益；充电桩系统成本与硅基基本持平，性价比较高。

轨道交通：采用SiC逆变器，可使车辆系统电力损耗降低30%以上，零部件体积及质量减少40%，效率及速度提升。

军工领域：各种车载、机载、船载、弹载等电源装置，减积减重、提高效率、降低损耗。