迟来的1200V SiC MOSFET技术,如何帮英飞凌抢占市场
近日,一年一度的电力电子行业盛会-PCIM Asia 2016 (上海国际电力元件、可再生能源管理展览会)在上海世博展览馆举办。此次展会期间,英飞凌推出1200V碳化硅(SiC)MOSFET技术,并积极展示英飞凌在"中国制造2025"中所作的贡献。
对于英飞凌来说,近两年两次大并购事件有着很大的影响。"2015年1月并购国际整流器公司,我们称之为强强联合,不仅在产品、技术、人才上有着互补的作用,也帮助英飞凌开拓了美国市场,从而成为真正的国际大公司,"英飞凌工业功率控制事业部中国区负责人于代辉说道:"同年四月份,英飞凌全资收购LSPS,提升了我们在家电行业的地位。"
从英飞凌2015财年营收情况来看,全年营收58亿欧元。其中汽车电子事业部占据最大比例达23.51欧元,工业功率控制达到9.71亿欧元。于代辉提到:"我身处工业功率控制事业部,英飞凌功率半导体业务连续12年占据世界第一的位置,并且在整个电能供应链中扮演重要角色。"其工业功率控制部门主要产品范围包括:IGBT模块、IPM模块、分立式IGBT及晶圆、驱动IC、功率模件。业务领域涉及工业、家用电器、电力牵引、能源、商农业用车和晶圆。
英飞凌工业功率控制事业部中国区负责人于代辉
背景:英飞凌对"中国制造2025"的理解
德国总理默克尔于6月12日对中国进行为期三天的正式访问。期间,中德双方表示当前正积极推进"中国制造2025"同德国"工业4.0"对接,并进一步推动中德两国在智能制造合作上迈出实质步伐。于代辉提到:"英飞凌作为行业的领跑者以及德国工业4.0的创始成员之一,一直以来深谙"中国制造"的新机遇,始终凭借德国先进的技术和解决方案助力于"中国制造2025"。"
与"德国4.0"不一样,"中国制造2025"具有更大挑战。在中国很多工厂还没达到工业2.0/3.0,国家更多的是需要提高产业转型和创新能力,来提高国家综合竞争力。于代辉表示:"‘中国制造2025’与英飞凌企业战略高度吻合,十大领域有八个是高度相关的,并且英飞凌在这些领域有着成熟的技术。"
英飞凌1200V SiC MOSFET技术
对于功率器件来说,SiC是一种较为新兴的材料,将SiC应用到电力电子器件,会在一定程度上提高元器件性能。"功率器件中,如果你的元器件开关频率越高,则做出来的系统越小,"英飞凌工业功率控制事业部总监马国伟博士说道:"如果情况许可,大家都会选择往高频率方向发展,但是这样所造成的损耗就更大。"
在过去大功率领域,IGBT器件处于主流地位,它的最高频率可达20K甚至超过100K。MOSFET器件频率大于IGBT,但功率会有所下降,SiC器件的出现填补了功率器件相关空缺。马国伟提到:"英飞凌的CoolSiC MOSFET具备更大灵活性,可提高效率和频率。它们将有助于电源转换方案的开发人员节省空间、减轻重量、降低散热要求,并提高可靠性和降低系统成本。"马国伟博士也对英飞凌为何现在才推出SiC MOSFET技术做出了解释:"英飞凌SiC MOSFET技术的竞争优势总结一个词就是可靠性,我们最终为MOS氧化层的可靠性找到了最佳解决方案,所以才在今天公布了这个新技术。"1200 V SiC MOSFET在动态损耗方面相比1200 V硅(Si)IGBT低了一个数量级。这在最初可以支持光伏逆变器、不间断电源(UPS)或充电/储能系统等应用的系统改进,此后可将其范围扩大到工业变频器。作为新技术,SiC MOSFET的成本比成熟的IGBT为高,因此SiC MOSFET需要在应用中为用户带来更大幅的成本节省。[负面?]从高端应用到低成本应用,最后运用到主流应用上是SiC MOSFET技术未来发展趋势。
英飞凌工业功率控制事业部总监马国伟博士
关于英飞凌在SiC方面的研发历史,马国伟博士表示:"英飞凌九十年代初就开始研究SiC相关技术,20多年来,英飞凌一直致力于满足用户对节能、缩减尺寸、系统集成和提高可靠性的需求。英飞凌制造出数百万件含有SiC器件的产品,而我们的肖特基二极管和J-FET技术使设计人员能够实现利用传统芯片不可能达到的功率密度和性能。该解决方案现在朝前迈出了一大步,将功率MOSFET涵盖在内,这使得从SiC技术获得的益处将被提升到前所未有的新水平。"
6"晶圆
最新第五代IGBT5和.XT技术的PrimePACK 3+最大电流达1800A,采用三电平结构、以及提升输入电压到1500V
XHP 2(左)XHP 3(右)
XHP 3-FF450R33TE3模块(450A 3300V)八个并联可实现3.3kV / 3600A规格,
可用于构成 ±500kV / 3GW柔性直流输电 VSC-HVDC系统。
于代辉最后总结:"英飞凌以前是按产品划分市场,今后将会按照应用来划分,并且支持用户导向,我们不仅要
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