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安森美高管谈SiC器件布局

兴发老虎机 ?安森美半导体高管谈论SiC器件布局

据Mamms Consulting称,Yole最近发布了一份《功率碳化硅(SiC):材料、器件及应用-2019版》报告,以展示正在蓬勃发展的SiC功率器件市场。在报告中,Yole预测到2024年,SiC功率半导体市场将增长到20亿美元,2018年到2024年之间的复合年增长率(CAGR)将高达29%。其中,汽车市场无疑是最重要的驱动因素,其碳化硅功率半导体市场份额有望在2024年达到50%。

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2018年至2024年汽车领域SiC市场发展预测

《功率碳化硅(SiC):材料、器件及应用-2019版》

安森美半导体是电力电子领域的市场领导者之一,其在SiC功率器件领域的地位正在迅速提升。最近,Yole的首席分析师Hong Lin博士有机会采访了安森美半导体的高级总监兼总经理Bret Zahn。通过此次访谈,Yole希望与您分享安森美半导体在功率SiC市场的运营状况和发展愿景。

洪林(以下简称HL):您好!首先,请自我介绍一下。您在安森美半导体的主要职责是什么?

Bret Zahn(以下简称BZ):我是安森美半导体三个业务部门的高级总监兼总经理Bret Zahn,其中包括:低压金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)(≤40V),电池保护MOSFET和宽带隙产品(包括SiC和GaN)。

HL:您能否简要介绍一下安森美半导体的业务,特别是在SiC领域?

BZ:安森美半导体的目标是成为最大的SiC供应商之一,提供从晶体生长到成品的完整垂直整合,包括用于工业和汽车市场的芯片,分立器件和模块产品。

安森美半导体的有机和无机增长战略正在向最短的时间内发展成为顶级的SiC供应商。

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HL:目前,安森美半导体开发和销售的主要SiC产品是什么?

BZ:自2016年以来,我们发布了650V和1200V二极管产品组合,并于2019年7月首次发布了1700V二极管产品组合。

对于MOSFET,我们于2018年12月发布了第一代1200V产品,并在2019年下半年发布了更多新版本。此外,同时发布了新的900V MOSFET产品。

自2018年初以来,安森美半导体一直向市场销售混合SiC工业模块,并将于2019年第四季度开始销售完整的SiC工业模块。

安森美半导体将于2020年向市场推出完整的SiC汽车模块产品组合。

HL:您在开发此类产品时遇到了哪些具体的困难或挑战?

BZ:将新技术引入大规模生产将面临各种挑战,从实际开发到提高客户信心以及市场应用所需的质量和可靠性数据。 SiC已经在电力电子市场实现了工业应用转型。

需要重新评估该过程的所有方面。

例如,大尺寸芯片SiC MOSFET的开发已被证明是一个巨大的挑战,只有安森美半导体以外的一家公司设法解决它。除了由于SiC晶片中的固有缺陷导致的产量复杂性之外,诸如TO-247的传统封装中的SiC芯片的新机械应力特性也带来了挑战。另一个挑战是需要开发不仅具有静态稳健性而且具有前所未有的高电压变化率(dv/dt)的氧化物。

经过短时间的努力,安森美半导体成功解决了许多挑战,并为市场提供了高度可靠的二极管和MOSFET器件产品组合。

HL:安森美半导体通过其SiC解决方案解决了哪些细分市场?

BZ:安森美半导体是各种硅基电源管理组件的领先供应商,并计划通过我们的SiC产品继续这一市场战略。

我们目前提供SiC器件,用于工业和汽车领域的广泛应用。通过与许多转向SiC应用的客户合作,我们将继续更新和扩展我们的产品组合,以支持所有关键的SiC片段。

HL:Yole认为,完整的SiC模块是未来的发展方向,并将成为SiC器件市场的重要组成部分。你觉得怎么样?目前,所有SiC模块的发展状况如何?

BZ:全SiC模块的发展正在加速,不同的细分市场有自己的发展路径。

例如,光伏(PV)逆变器市场已经使用混合SiC模块至少两年,并且在2019年它已经开始转向全SiC模块。

汽车市场似乎正朝着所有SiC模块的集成方向发展,从而避免了从混合SiC模块到完整SiC模块的演变。

鉴于目前SiC模块在光伏市场的应用以及电动车市场的增长预期,我完全同意未来全SiC模块市场将远大于目前的市场份额。

HL:在您看来,接下来会如何发展?

BZ:我认为SiC市场的下一步是实现IGBT成本平价。加速成本平价(和更低)的关键是完全垂直集成,因此安森美半导体的目标是尽快实现完全垂直集成。

HL:作为领先的功率半导体制造商之一,安森美半导体如何评估SiC MOSFET与IGBT之间的竞争?特别是对于汽车市场?

BZ:电动汽车市场对SiC解决方案表现出极大的兴趣。对于电动汽车牵引应用,SiC解决方案在尺寸,重量和效率方面的优势已得到充分记录,这就是为什么汽车市场正在跳过混合SiC模块解决方案并快速向全SiC模块解决方案发展的原因。

SiC为许多汽车应用提供了“系统级”的成本效益。一旦SiC可以在器件级实现与IGBT的成本平价,更高效率和更低价格的优势肯定难以拒绝。

HL:与Si生态系统相比,SiC生态系统有什么特别之处?

BZ:与Si相比,围绕SiC开发生态系统需要进行一系列改变。简而言之,诸如MOSFET之类的SiC有源器件首先需要新的驱动器。

重复使用传统的IGBT驱动器,即使作为卖点,你也可以做到这一点,但这是错误的营销。 SiC MOSFET具有非常不同的输入阻抗,栅极电荷和动态速率(ON和OFF,dv/dt和di/dt)。商用IGBT或超结MOSFET驱动器不能提供具有峰值性能的SiC MOSFET的必要性能。此外,SiC MOSFET的短路特性和经常需要的负电压驱动需要更强大的驱动器。

基于SiC的生态系统还必须包含模块。模块将是市场需要功率≥20kW的应用的关键。在模块方面,如果您不重新考虑SiC提供的电感和散热优势,您将无法成功启动产品。 Si模块的外壳和形状尺寸可以重复使用,但需要对模块内部进行重大的重新设计以支持SiC。

此外,真正支持客户的完整生态系统的另一个重要部分是先进的SPICE模型。基于经典曲线测量的SPICE模型不能提供相同的真实性和精度,不能满足现代功率级仿真的需要,并且无法捕捉SiC器件的特性。设计人员需要强大,快速模拟的模型,并提供反映SiC切换和热参数的实际数据。

*免责声明:本文最初由作者创建。文章的内容是作者的个人观点。半导体行业观察转载只是为了传达不同的观点。这并不意味着半导体行业观察到这种观点的支持或支持。如有任何异议,请联系半导体行业进行观察。

实时专业原创

09: 05

来源:半导体行业观察

安森美半导体高管谈论SiC器件布局

据Mamms Consulting称,Yole最近发布了一份《功率碳化硅(SiC):材料、器件及应用-2019版》报告,以展示正在蓬勃发展的SiC功率器件市场。在报告中,Yole预测到2024年,SiC功率半导体市场将增长到20亿美元,2018年到2024年之间的复合年增长率(CAGR)将高达29%。其中,汽车市场无疑是最重要的驱动因素,其碳化硅功率半导体市场份额有望在2024年达到50%。

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2018年至2024年汽车领域SiC市场发展预测

《功率碳化硅(SiC):材料、器件及应用-2019版》

安森美半导体是电力电子领域的市场领导者之一,其在SiC功率器件领域的地位正在迅速提升。最近,Yole的首席分析师Hong Lin博士有机会采访了安森美半导体的高级总监兼总经理Bret Zahn。通过此次访谈,Yole希望与您分享安森美半导体在功率SiC市场的运营状况和发展愿景。

洪林(以下简称HL):您好!首先,请自我介绍一下。您在安森美半导体的主要职责是什么?

Bret Zahn(以下简称BZ):我是安森美半导体三个业务部门的高级总监兼总经理Bret Zahn,其中包括:低压金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)(≤40V),电池保护MOSFET和宽带隙产品(包括SiC和GaN)。

HL:您能否简要介绍一下安森美半导体的业务,特别是在SiC领域?

BZ:安森美半导体的目标是成为最大的SiC供应商之一,提供从晶体生长到成品的完整垂直整合,包括用于工业和汽车市场的芯片,分立器件和模块产品。

安森美半导体的有机和无机增长战略正在向最短的时间内发展成为顶级的SiC供应商。

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HL:目前,安森美半导体开发和销售的主要SiC产品是什么?

BZ:自2016年以来,我们发布了650V和1200V二极管产品组合,并于2019年7月首次发布了1700V二极管产品组合。

对于MOSFET,我们于2018年12月发布了第一代1200V产品,并在2019年下半年发布了更多新版本。此外,同时发布了新的900V MOSFET产品。

自2018年初以来,安森美半导体一直向市场销售混合SiC工业模块,并将于2019年第四季度开始销售完整的SiC工业模块。

安森美半导体将于2020年向市场推出完整的SiC汽车模块产品组合。

HL:您在开发此类产品时遇到了哪些具体的困难或挑战?

BZ:将新技术引入大规模生产将面临各种挑战,从实际开发到提高客户信心以及市场应用所需的质量和可靠性数据。 SiC已经在电力电子市场实现了工业应用转型。

需要重新评估该过程的所有方面。

例如,大尺寸芯片SiC MOSFET的开发已被证明是一个巨大的挑战,只有安森美半导体以外的一家公司设法解决它。除了由于SiC晶片中的固有缺陷导致的产量复杂性之外,诸如TO-247的传统封装中的SiC芯片的新机械应力特性也带来了挑战。另一个挑战是需要开发不仅具有静态稳健性而且具有前所未有的高电压变化率(dv/dt)的氧化物。

经过短时间的努力,安森美半导体成功解决了许多挑战,并为市场提供了高度可靠的二极管和MOSFET器件产品组合。

HL:安森美半导体通过其SiC解决方案解决了哪些细分市场?

BZ:安森美半导体是各种硅基电源管理组件的领先供应商,并计划通过我们的SiC产品继续这一市场战略。

我们目前提供SiC器件,用于工业和汽车领域的广泛应用。通过与许多转向SiC应用的客户合作,我们将继续更新和扩展我们的产品组合,以支持所有关键的SiC片段。

HL:Yole认为,完整的SiC模块是未来的发展方向,并将成为SiC器件市场的重要组成部分。你觉得怎么样?目前,所有SiC模块的发展状况如何?

BZ:全SiC模块的发展正在加速,不同的细分市场有自己的发展路径。

例如,光伏(PV)逆变器市场已经使用混合SiC模块至少两年,并且在2019年它已经开始转向全SiC模块。

汽车市场似乎正朝着所有SiC模块的集成方向发展,从而避免了从混合SiC模块到完整SiC模块的演变。

鉴于目前SiC模块在光伏市场的应用以及电动车市场的增长预期,我完全同意未来全SiC模块市场将远大于目前的市场份额。

HL:在您看来,接下来会如何发展?

BZ:我认为SiC市场的下一步是实现IGBT成本平价。加速成本平价(和更低)的关键是完全垂直集成,因此安森美半导体的目标是尽快实现完全垂直集成。

HL:作为领先的功率半导体制造商之一,安森美半导体如何评估SiC MOSFET与IGBT之间的竞争?特别是对于汽车市场?

BZ:电动汽车市场对SiC解决方案表现出极大的兴趣。对于电动汽车牵引应用,SiC解决方案在尺寸,重量和效率方面的优势已得到充分记录,这就是为什么汽车市场正在跳过混合SiC模块解决方案并快速向全SiC模块解决方案发展的原因。

SiC为许多汽车应用提供了“系统级”的成本效益。一旦SiC可以在器件级实现与IGBT的成本平价,更高效率和更低价格的优势肯定难以拒绝。

HL:与Si生态系统相比,SiC生态系统有什么特别之处?

BZ:与Si相比,围绕SiC开发生态系统需要进行一系列改变。简而言之,诸如MOSFET之类的SiC有源器件首先需要新的驱动器。

重复使用传统的IGBT驱动器,即使作为卖点,你也可以做到这一点,但这是错误的营销。 SiC MOSFET具有非常不同的输入阻抗,栅极电荷和动态速率(ON和OFF,dv/dt和di/dt)。商用IGBT或超结MOSFET驱动器不能提供具有峰值性能的SiC MOSFET的必要性能。此外,SiC MOSFET的短路特性和经常需要的负电压驱动需要更强大的驱动器。

基于SiC的生态系统还必须包含模块。模块将是市场需要功率≥20kW的应用的关键。在模块方面,如果您不重新考虑SiC提供的电感和散热优势,您将无法成功启动产品。 Si模块的外壳和形状尺寸可以重复使用,但需要对模块内部进行重大的重新设计以支持SiC。

此外,真正支持客户的完整生态系统的另一个重要部分是先进的SPICE模型。基于经典曲线测量的SPICE模型不能提供相同的真实性和精度,不能满足现代功率级仿真的需要,并且无法捕捉SiC器件的特性。设计人员需要强大,快速模拟的模型,并提供反映SiC切换和热参数的实际数据。

*免责声明:本文最初由作者创建。文章的内容是作者的个人观点。半导体行业观察转载只是为了传达不同的观点。这并不意味着半导体行业观察到这种观点的支持或支持。如有任何异议,请联系半导体行业进行观察。

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