- ROHM半導(dǎo)體“全SiC”功率模塊開始量產(chǎn)
- 該產(chǎn)品開關(guān)損耗降低85％，大幅減少了工業(yè)設(shè)備等的功率損耗
此產(chǎn)品安裝在工業(yè)設(shè)備和太陽能電池等中負(fù)責(zé)電力轉(zhuǎn)換的變頻器、轉(zhuǎn)換器上，與普通的Si（硅）材質(zhì)的IGBT模塊相比，具備以下優(yōu)勢(shì)，有效解決了世界能源和資源等地球環(huán)境問題。
- 開關(guān)損耗降低85％
- 與傳統(tǒng)的400A級(jí)別的Si-IGBT模塊相替換時(shí)，體積減小約50％
- 損耗低，因此發(fā)熱少，可減小冷卻裝置體積，從而可實(shí)現(xiàn)設(shè)備整體的小型化
本產(chǎn)品計(jì)劃在羅姆總部工廠（京都市）從3月份下旬開始量產(chǎn)、出貨。
近年來，在工業(yè)設(shè)備和太陽能電池、電動(dòng)汽車、鐵路等電力電子技術(shù)領(lǐng)域，與Si元件相比，電力轉(zhuǎn)換時(shí)損耗少、材料性能卓越的SiC元件/模塊的實(shí)際應(yīng)用備受期待。
根據(jù)估算，將傳統(tǒng)的Si半導(dǎo)體全部替換為SiC后的節(jié)能效果，僅在日本國內(nèi)就相當(dāng)于4座核電站的發(fā)電量※2，因此，各公司都已強(qiáng)化了相關(guān)研究開發(fā)。在這種背景下，羅姆于2010年在世界上率先成功實(shí)現(xiàn)了SiC-SBD和SiC-MOSFET兩種SiC元件的量產(chǎn)，在行業(yè)中遙遙領(lǐng)先。
與此同時(shí)，關(guān)于“全SiC”模塊，即所內(nèi)置的功率元件全部將Si替換為SiC，多年來，雖然全世界的制造商多方試制，但在可靠性上存在諸多課題，一直無法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
此次，通過羅姆開發(fā)出的獨(dú)創(chuàng)的缺陷控制技術(shù)和篩選法，使可靠性得以確保。另外，針對(duì)SiC制備過程中特有的1700℃高溫工序，為了防止其發(fā)生特性劣化，羅姆開發(fā)了控制技術(shù)，于世界首家確立了“全SiC”功率模塊的量產(chǎn)體制。
內(nèi)置最先進(jìn)的SiC-SBD和SiC-MOSFET兩種元件，與傳統(tǒng)的Si-IGBT模塊相比，可以將電力轉(zhuǎn)換時(shí)的損耗降低85％。另外，與IGBT模塊相比，在10倍于其的頻率－100kHz以上的高頻環(huán)境下工作成為可能。該產(chǎn)品的額定電流為100A，通過高速開關(guān)和低損耗化，可以與額定電流為200～400A的Si-IGBT模塊進(jìn)行替換。
不僅如此，通過設(shè)計(jì)和工藝的改善，羅姆還成功開發(fā)出散熱性卓越的模塊。替換傳統(tǒng)的400A級(jí)別的Si-IGBT模塊時(shí)，體積可減小約50％。由于損耗低，因此發(fā)熱少，可減小外置的冷卻裝置體積，從而非常有助于設(shè)備整體的小型化。
羅姆將以SiC為首的功率元件事業(yè)作為發(fā)展戰(zhàn)略之一定位，今后，加強(qiáng)實(shí)現(xiàn)更高耐壓、更大電流的SiC元件/模塊的產(chǎn)品陣容的同時(shí)，不斷推進(jìn)完善SiC 溝槽式MOSFET和SiC-IPM（智能電源模塊）等SiC相關(guān)產(chǎn)品的陣容與量產(chǎn)化。
＜特點(diǎn)＞
１） 開關(guān)損耗降低85％
內(nèi)置了最先進(jìn)的SiC-SBD與SiC-MOSFET的“全SiC”模塊，與傳統(tǒng)的Si-IGBT相比，開關(guān)損耗可降低85％。
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２） 實(shí)現(xiàn)小型、輕薄封裝
通過設(shè)計(jì)和工藝改善，成功開發(fā)出散熱性卓越的模塊。大大有助于設(shè)備的小型化需求。
＜電路圖＞
＜術(shù)語解說＞
?IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor的簡稱）
絕緣柵雙極晶體管。給柵極安裝了MOSFET的雙極晶體管。
?MOSFET（Metal－Oxide－Semiconductor Field Effect Transistor的簡稱)
金屬－氧化物－半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，是FET中最被普遍使用的結(jié)構(gòu)。作為開關(guān)元件使用。
?SBD（肖特基勢(shì)壘二極管Schottky Barrier Diode 的簡稱）
使金屬和半導(dǎo)體接觸從而形成肖特基結(jié)，利用其可得到整流性（二極管特性）的二極管。具有“無少數(shù)載流子存儲(chǔ)效應(yīng)，高速性能卓越”的特點(diǎn)。
