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IGBT的最大威脅碳化硅

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IGBT的最大威脅碳化硅

發布日期:2016-07-12 00:00 來源:http://www.ctwjab.tw 點擊:

功率器件最終往往是拼工藝,IGBT散熱器的最大威脅碳化硅器件一直統治著高壓功率應用市場。近些年出現了一種新工藝碳化硅(SiC),碳化硅的絕緣破壞電場強度是傳統硅器件的9倍多,因此使用碳化硅工藝生產的功率器件導通電阻更低,芯片尺寸更小。此外相比普通硅功率器件,碳化硅器件的工作頻率更高,也能夠耐受更高的環境溫度。因此在高壓功率市場,碳化硅器件簡直是IGBT的完美替代者,但是為何到目前為止,IGBT仍然占據主流應用呢?

  

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答案就是成本。據ROHM半導體(深圳)有限公司分立器件部水原德健介紹,目前同一規格的產品,碳化硅器件的價格是原有硅器件的5~6倍。這么高的價格自然阻礙了碳化硅功率器件的應用推廣,用戶只有在對性能與可靠性要求極為嚴苛時,才會考慮使用碳化硅產品。2014年全球硅功率器件市場規模大約為100億美元左右,但是碳化硅功率器件市場則僅有1.2億美元。

那么為何碳化硅功率器件的成本這么高呢?最主要的原因與碳化硅這種材料的特性有關。水原德健表示,因為碳化硅材料較傳統硅材料硬度高很多,因此在生成晶體的時候就容易出現缺陷,此外過硬也會導致生成晶體的速度變得很慢,晶圓的尺寸也做不大,現在只能做到6英寸。合格率低與生產速度慢,無怪乎碳化硅的價格這么高。

  

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碳化硅(SiC)工藝雖然有諸多優點,但高昂的成本仍然是其推廣的最大障礙

現在碳化硅工藝發展面臨最大的問題就是如何解決由于材料過硬導致的高昂成本。不過對于最終能否解決材料問題,水原德健倒是信心滿滿,他表示雖然現在還沒有具體的技術手段可以立竿見影的降低成本,但是只要一點一點去摸索,總是能夠逐漸降低成本的。他舉例說70年代硅材料也只能做到3英寸和4英寸,隨著技術的不斷發展,缺陷越來越少,尺寸也做得越來越大。將來碳化硅的成本一定可以降下來。

碳化硅現在的價格比5年前已經降低了一半左右,但是水原德健認為,以現在的生產技術來看,碳化硅器件的價格再降低一半花費的時間要超過5年,當然如果有全新的技術出現,也許價格會降得快一些。

  


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