意法半導體第四代碳化矽功率技術問世:為下一代電動汽車電驅逆變器量身定製
發布時間:2024-09-30 來源:意法半導體 責任編輯:lina
【導讀】服務多重電子應用領域、全球排名前列的半導體公司意法半導體 (STMicroelectronics,簡稱ST;) 推出第四代 STPOWER 碳化矽 (SiC) MOSFET 技術。第四代技術有望在能效、功率密度和穩健性三個方麵成為新的市場標杆。在滿足汽車和工業市場需求的同時,意法半導體還針對電動汽車電驅係統的關鍵部件逆變器特別優化了第四代技術。公司計劃在 2027 年前推出更多先進的 SiC 技術創新成果,履行創新承諾。
到 2025 年,750V 和 1200V兩個電壓等級的產品將實現量產,將碳化矽更小、更高效的優勢從高端電動汽車擴展到中型和緊湊車型。
到 2027 年,ST 計劃推出多項碳化矽技術創新,包括一項突破性創新。
2024年9月27日,中國– 服務多重電子應用領域、全球排名前列的半導體公司意法半導體 (STMicroelectronics,簡稱ST;) 推出第四代 STPOWER 碳化矽 (SiC) MOSFET 技術。第四代技術有望在能效、gonglvmiduhewenjianxingsangefangmianchengweixindeshichangbiaogan。zaimanzuqichehegongyeshichangxuqiudetongshi,yifabandaotihaizhenduidiandongqichedianquxitongdeguanjianbujiannibianqitebieyouhualedisidaijishu。gongsijihuazai 2027 年前推出更多先進的 SiC 技術創新成果,履行創新承諾。
意法半導體模擬、功率與分立器件、MEMS 和傳感器產品部(APMS)總裁 Marco Cassis 表示:“意法半導體承諾為市場提供尖端的碳化矽技術,推動電動汽車和高能效工業的未來發展。我們將繼續在器件、先進封裝和電源模塊方麵創新,推進 SiC MOSFET 技術發展。結合供應鏈垂直整合製造戰略,我們通過提供行業前沿的 SiC 技術、打造富有韌性的供應鏈,以滿足客戶日益增長的需求,並為更可持續的未來做出貢獻。”
作為 SiC 功率 MOSFET 的市場領跑者,意法半導體正在進一步推進技術創新,以充分利用 SiC能效和功率密度比矽基器件更高的優點。最新一代 SiC 器(qi)件(jian)旨(zhi)在(zai)改(gai)善(shan)未(wei)來(lai)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)電(dian)驅(qu)逆(ni)變(bian)器(qi)平(ping)台(tai),進(jin)一(yi)步(bu)釋(shi)放(fang)小(xiao)型(xing)化(hua)和(he)節(jie)能(neng)潛(qian)力(li)。盡(jin)管(guan)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)市(shi)場(chang)不(bu)斷(duan)增(zeng)長(chang),但(dan)要(yao)實(shi)現(xian)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)仍(reng)麵(mian)臨(lin)挑(tiao)戰(zhan),汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)正(zheng)在(zai)探(tan)索(suo)推(tui)出(chu)普(pu)通(tong)消(xiao)費(fei)者(zhe)都(dou)能(neng)買(mai)得(de)起(qi)的(de)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)。基(ji)於(yu) SiC 的 800V電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)平(ping)台(tai)電(dian)驅(qu)係(xi)統(tong)實(shi)現(xian)了(le)更(geng)快(kuai)的(de)充(chong)電(dian)速(su)度(du),降(jiang)低(di)了(le)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)的(de)重(zhong)量(liang),有(you)助(zhu)於(yu)汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)生(sheng)產(chan)續(xu)航(hang)裏(li)程(cheng)更(geng)長(chang)的(de)高(gao)端(duan)車(che)型(xing)。意(yi)法(fa)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)新(xin) SiC MOSFET 產品有750V 和 1200V兩個電壓等級,能夠分別提高 400V 和 800V 電動汽車平台電驅逆變器的能效和性能。中型和緊湊車型是兩個重要的汽車細分市場。將 SiC的技術優勢下探到這兩個市場,有助於讓電動汽車被普羅大眾接受。除了電車外,新一代SiC技術還適用於各種大功率工業設備,包括太陽能逆變器、儲能解決方案和數據中心等日益增長的應用,幫助其顯著提高能源效率。
產品狀態
意法半導體現已完成第四代 SiC 技術平台 750V 電壓等級的產前認證,預計將在 2025 年第一季度完成 1200V 電壓等級的認證。標稱電壓為 750V 和 1200V 的產品隨後將上市銷售,從標準市電電壓,到高壓電動汽車電池和充電器,滿足設計人員的各種應用開發需求。
應用場景
與矽基解決方案相比,意法半導體的第四代 SiC MOSFET 解jie決jue方fang案an的de能neng效xiao更geng高gao,尺chi寸cun更geng小xiao,重zhong量liang更geng輕qing,續xu航hang更geng長chang。這zhe些xie優you勢shi對dui於yu實shi現xian電dian動dong汽qi車che的de廣guang泛fan應ying用yong至zhi關guan重zhong要yao。一yi線xian電dian動dong汽qi車che廠chang商shang正zheng與yu意yi法fa半ban導dao體ti達da成cheng合he作zuo,將jiang第di四si代dai SiC 技術引入他們的新車型,以提高性能和能源效率。雖然主要應用是電動汽車電驅逆變器,但意法半導體的第四代 SiC MOSFET 也同樣適用於大功率工業電機驅動器,因為新一代產品改進了開關性能和穩健性,讓電機控製器變得更高效、更可靠,可降低工業環境中的能耗和運營成本。在可再生能源應用中,第四代 SiC MOSFET 可以提高太陽能逆變器和儲能係統的能效,有助於實現可持續化和成本效益更高的能源解決方案。此外,新一代 SiC MOSFET高能效和緊湊尺寸的技術特性對於解決巨大的功率需求和熱管理挑戰至關重要,適用於 AI 服務器數據中心的電源。
技術開發規劃
意法半導體通過垂直整合製造戰略加快 SiC 功率器件的開發,同時還在開發多項 SiC 技術創新,推動功率器件技術在未來三年內取得重大改進。未來的第五代 SiC 功率器件將采用基於全新工藝的高功率密度創新技術。ST 正在同時開發一項突破性創新技術,該技術創新有望在高溫下實現更出色的導通電阻 RDS(on) 參數,在與現有的SiC 技術相比,將進一步降低 RDS(on)。
ST 將在 2024年ICSCRM科學產業大會上展示公司在SiC 和其他寬禁帶半導體上取得的最新研發成果。該活動將於 2024 年 9 月 29 日至 10 月 4 日在北卡羅來納州羅利舉行,包括 ST 技術講解和關於‘High volume industrial environment for leading edge technologies in SiC’(為SiC 前沿技術創造量產工業環境”)的主題演講。
技術說明,供編輯參考
與前幾代產品相比,意法半導體的第四代 SiC MOSFET dewenshi,daibiaoyifabandaotizaidianyuanzhuanhuanjishushangqudelezhongdajinzhan。disidaitanhuaguijuyouchusedexingnenghewenjianxing,nenggoumanzuweilaidiandongqichedianqunibianqideyangeyaoqiu。disidai SiC MOSFET 的導通電阻 (RDS(on))明(ming)顯(xian)低(di)於(yu)前(qian)幾(ji)代(dai)產(chan)品(pin),這(zhe)可(ke)以(yi)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)降(jiang)低(di)導(dao)通(tong)損(sun)耗(hao),提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)的(de)整(zheng)體(ti)能(neng)效(xiao)。第(di)四(si)代(dai)碳(tan)化(hua)矽(gui)的(de)開(kai)關(guan)速(su)度(du)更(geng)快(kuai),開(kai)關(guan)損(sun)耗(hao)更(geng)低(di),這(zhe)對(dui)於(yu)高(gao)頻(pin)應(ying)用(yong)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao),並(bing)可(ke)實(shi)現(xian)更(geng)緊(jin)湊(cou)、更高效的電源轉換器。第四代技術在動態反偏測試(DRB) 條件下的穩健性表現更加出色,且超過了 AQG324 標準,確保在惡劣條件下正常可靠工作。
第四代產品繼續提供出色的 RDS(on) x 裸片麵積的品質因數,確保高電流處理能力和最小損耗。以 25 攝氏度時的 RDS(on) 為參考,第四代器件的裸片平均尺寸比第三代器件減小 12-15%。,第(di)四(si)代(dai)產(chan)品(pin)可(ke)實(shi)現(xian)更(geng)緊(jin)湊(cou)的(de)電(dian)源(yuan)轉(zhuan)換(huan)器(qi)設(she)計(ji),節(jie)省(sheng)寶(bao)貴(gui)的(de)電(dian)路(lu)板(ban)空(kong)間(jian),降(jiang)低(di)係(xi)統(tong)成(cheng)本(ben)。這(zhe)些(xie)器(qi)件(jian)更(geng)高(gao)的(de)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)能(neng)夠(gou)支(zhi)持(chi)開(kai)發(fa)更(geng)緊(jin)湊(cou)、genggaoxiaodedianyuanzhuanhuanqihenibianqi,zheduiyuqichehegongyeyingyongdouzhiguanzhongyao。ciwai,rengongzhinengfuwuqishujuzhongxindedianyuanmokuaiyehuishouyiyudisidaichanpin,yinweizhanyongkongjianhenengxiaoshizheleiyingyongyaokaolvdeguanjianyinsu。
作為該技術的行業引領者,意法半導體已為全球 500 多萬輛乘用車提供 STPOWER SiC 器件,用於牽引逆變器、OBC(車載充電器)、DC-DC 轉換器、電動汽車充電站和車載空調壓縮機等一係列電動汽車應用,顯著提高了新能源汽車的性能、效率和續航裏程。作為集成設備製造商 (IDM),意法半導體的 SiC 戰略確保了供應質量和安全性,以服務於汽車製造商的電氣化戰略。意法半導體最近宣布在卡塔尼亞建立完全垂直整合的 SiC 襯底製造工廠,預計將於 2026 年開始生產,該工廠正迅速采取行動,支持電動汽車和工業應用向更高效率的快速轉型。
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