【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 碳化硅 (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面成為新的市場標桿。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系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，將碳化硅更小、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 計劃推出多項碳化硅技術創新，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 碳化硅 (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面成為新的市場標桿。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系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。
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硅技術，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面創新，推進 SiC MOSFET 技術發展。結合供應鏈垂直整合制造戰略，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，并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能效和功率密度比硅基器件更高的優點。最新一代 SiC 器件旨在改善未來電動汽車電驅逆變器平臺，進一步釋放小型化和節能潛力。盡管電動汽車市場不斷增長，但要實現廣泛應用仍面臨挑戰，汽車制造商正在探索推出普通消費者都能買得起的電動汽車。基于 SiC 的 800V電動汽車平臺電驅系統實現了更快的充電速度，降低了電動汽車的重量，有助于汽車制造商生產續航里程更長的高端車型。意法半導體的新 SiC MOSFET 產品有750V 和 1200V兩個電壓等級，能夠分別提高 400V 和 800V 電動汽車平臺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，有助于讓電動汽車被普羅大眾接受。除了電車外，新一代SiC技術還適用于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 技術平臺 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 的產品隨后將上市銷售，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
與硅基解決方案相比，意法半導體的第四代 SiC MOSFET 解決方案的能效更高，尺寸更小，重量更輕，續航更長。這些優勢對于實現電動汽車的廣泛應用至關重要。一線電動汽車廠商正與意法半導體達成合作，將第四代 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 也同樣適用于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，讓電機控制器變得更高效、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系統的能效，有助于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于解決巨大的功率需求和熱管理挑戰至關重要，適用于 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制造戰略加快 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 功率器件將采用基于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。該活動將于 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 技術講解和關于‘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 的問世，代表意法半導體在電源轉換技術上取得了重大進展。第四代碳化硅具有出色的性能和穩健性，能夠滿足未來電動汽車電驅逆變器的嚴格要求。第四代 SiC MOSFET 的導通電阻 (RDS(on))明顯低于前幾代產品，這可以最大限度地降低導通損耗，提高系統的整體能效。第四代碳化硅的開關速度更快，開關損耗更低，這對于高頻應用至關重要，并可實現更緊湊、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 裸片面積的品質因數，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%。，第四代產品可實現更緊湊的電源轉換器設計，節省寶貴的電路板空間，降低系統成本。這些器件更高的功率密度能夠支持開發更緊湊、更高效的電源轉換器和逆變器，這對于汽車和工業應用都至關重要。此外，人工智能服務器數據中心的電源模塊也會受益于第四代產品，因為占用空間和能效是這類應用要考慮的關鍵因素。
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，用于牽引逆變器、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系列電動汽車應用，顯著提高了新能源汽車的性能、效率和續航里程。作為集成設備制造商 (IDM)，意法半導體的 SiC 戰略確保了供應質量和安全性，以服務于汽車制造商的電氣化戰略。意法半導體最近宣布在卡塔尼亞建立完全垂直整合的 SiC 襯底制造工廠，預計將于 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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