三代半導(dǎo)體，相信你肯定聽過，這里的代，是基于使用的半導(dǎo)體材料不同劃分，不像2G/3G/4G通信有新一代取代舊一代的情況； 

[敏感詞]代半導(dǎo)體，以硅(Si)，鍺(Ge)材料為代表，是目前邏輯器件的基礎(chǔ)，這幾年的通信領(lǐng)域的硅光芯片，也是基于硅；

第二代半導(dǎo)體，以砷化鎵(GaAs)，磷化銦(InP）為代表，小二不是很清楚；

第三代半導(dǎo)體，則是以碳化硅(SiC），氮化鎵(GaN)為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料，在功率芯片上具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，近年得到廣泛的應(yīng)用；

這里，順帶也解釋下，類似Si，SiC的材料，具體是如何形成芯片的；

大家應(yīng)該經(jīng)常聽到晶圓，也應(yīng)該聽過硅晶圓是拉出來的，包括Si，SiC其實(shí)就是組成晶圓的材料；

而晶圓到芯片，就像水泥到房子，是物理和化學(xué)反應(yīng)的生產(chǎn)過程；

以下圖MOSFET管子為例

圖中[敏感詞]部分就是SiC材料，在這個(gè)材料上，通過挖坑(掩模，腐蝕)，填坑(離子注入等)的方式，在不同的SiC材料上添加不同的離子成分，形成G-D-S不同的極，最后通過封裝工藝，形成最后的芯片；

下表是不同半導(dǎo)體材料的特性：可以看到

Energy Gap，禁帶寬度反應(yīng)的是價(jià)電子要成為自由電子所需要的能力，SiC是Si的接近3倍，禁帶寬度越寬，耐受高溫和高壓能力越強(qiáng)，反向漏電流越小，抗輻射能力越強(qiáng)；

Breakdown Field，絕緣擊穿場(chǎng)強(qiáng)，SiC是Si的10倍，SiC能夠以低阻抗、薄厚度的漂移層實(shí)現(xiàn)更高耐壓；

Thermal Conductivity，導(dǎo)熱率，SiC是Si的3倍，熱阻更小，熱擴(kuò)散能力更好，可以做到更高功率密度；

Saturation Drif Velocity，飽和漂移速率，值越高，開關(guān)速度更快

綜上，基于SiC材料的器件，可以實(shí)現(xiàn) "高耐壓"、"低導(dǎo)通電阻"、"高頻" 三個(gè)特性。

目前，基于SiC的功率器件主要兩大類：SiC-MOSFET和SiC-SBD

[敏感詞]類：SiC-MOSFET

第二類：SiC-SBD

如下是實(shí)際使用硅(Si) IGBT及碳化硅(SiC) MOSFET的功耗損失對(duì)比

圖片來自羅姆官網(wǎng)

如下是Onsemi推出的基于SiC的25KW 充電模塊參考設(shè)計(jì)

Onsemi的設(shè)計(jì)采用了

- 三相六開關(guān)的PFC，開關(guān)頻率在150kHz

- 雙有源全橋DCDC，開關(guān)頻率在100kHz

控制芯片采用了Zynq-7000 SoC FPGA，前后級(jí)各一顆；

SiC模塊，驅(qū)動(dòng)，采樣及輔助電源芯片如下：

如下是Onsemi微信公眾號(hào)的全中文版本的設(shè)計(jì)系列，“基于SiC的25KW快速直流充電樁系統(tǒng)設(shè)計(jì)”

從應(yīng)用概述到方案概述，仿真，設(shè)計(jì)等一條龍；

https://mp.weixin.qq.com/mp/appmsgalbum?action=getalbum&__biz=MzI5MjM3MzU3NA==&scene=1&album_id=2759840207167864833&count=3#wechat_redirect

這是WolfSpeed的三相交錯(cuò)LLC DC-DC變換器，30KW功率，設(shè)計(jì)采用了1200V C3M SiC MOSFETs (C3M0040120K) and 650V C6D SiC Schottky Diodes (C6D20065D and C6D10065A)

此外：

SiC MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片：采用了TI的UCC5350MC

DSP芯片：采用了TI的TMS320F28377DPTPT

開關(guān)頻率：130kHz-250kHz

設(shè)計(jì)資料可以從這個(gè)鏈接獲取：

CRD30DD12N-K 30kW Discrete Interleaved LLC DC-DC Converter | Wolfspeed

這是Infineon的50KW充電模塊拓?fù)洌琒iC器件及開關(guān)頻率信息

PFC采用了三相Boost PFC維也納架構(gòu)，DCDC采用了全橋LLC諧振轉(zhuǎn)換器

先做個(gè)聲明，這里介紹的公司，不是對(duì)其產(chǎn)品的推薦，而是從網(wǎng)絡(luò)及平常交流獲取的相關(guān)信息分享

瞻芯電子，拿到了小鵬汽車的戰(zhàn)略融資，自建了符合IATF16949的6寸SiC晶圓廠，目前已經(jīng)發(fā)布的產(chǎn)品有SiC MOSFET，SiC SBD，SiC Module，Gate Driver，Controller；

這家公司在PCIM的文章分享還是令人深刻；

派恩杰半導(dǎo)體，成立于2018年的派恩杰半導(dǎo)體，從成立之初就聚焦于碳化硅MOSFET，緊鑼密鼓布局車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體芯片，并已順利“上車”，產(chǎn)品已應(yīng)用于汽車OBC等領(lǐng)域，其和X-FAB晶圓代工廠戰(zhàn)略合作；

如下是其產(chǎn)品發(fā)布軸

數(shù)明半導(dǎo)體，成立于2013年，專注于工業(yè)、汽車、能源領(lǐng)域的驅(qū)動(dòng)芯片、電源管理及智能光伏芯片、接口與信號(hào)鏈芯片的研發(fā)。其研發(fā)出國內(nèi)[敏感詞]兼容光耦帶DESAT保護(hù)功能的IGBT/SiC隔離驅(qū)動(dòng)器；

華潤微電子，是華潤微電子有限公司是華潤集團(tuán)旗下負(fù)責(zé)微電子業(yè)務(wù)投資、發(fā)展和經(jīng)營管理的高科技企業(yè)，曾先后整合華科電子、中國華晶、上華科技、中航微電子等中國半導(dǎo)體企業(yè)，經(jīng)過多年的發(fā)展及一系列整合，公司已成為中國本土具有重要影響力的綜合性半導(dǎo)體企業(yè)，自2004年起多年被工信部評(píng)為中國電子信息百強(qiáng)企業(yè)。

目前華潤微發(fā)布了650V/1200V的SiC SBD

湖南三安，是全球第三家具備碳化硅全鏈整合能力的企業(yè)，提供襯底、外延、芯片、封裝及模塊等[敏感詞]工制造服務(wù)，具備成熟的大規(guī)模制造經(jīng)驗(yàn)和質(zhì)量管理能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能以及質(zhì)量驗(yàn)證的全鏈管控能力。目前已實(shí)現(xiàn)月產(chǎn)能12,000片，達(dá)產(chǎn)后將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)能500,000片碳化硅6寸晶圓