ST的先进碳化硅功率器件加快汽车电动化进程

发布于：2016/5/27 0:00:00 | 615 次阅读

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　　全套的碳化硅产品，让汽车功率模块全部采用碳化硅(SiC)器件，提高汽车的续航里程、便利性和可靠性
　　先进的6吋晶圆产能和制造工艺，给整车企业和配套车企带来出色的碳化硅器件
　　2017年初完成AEC-Q101计划，为OEM新产品发布做准备
　　横跨多重电子应用领域、的半导体供应商意法半导体（STMicroelectronics，简称ST；纽约证券交易所代码：STM）在混动汽车和电动汽车(EV，Electric Vehicles)市场发布了先进的高能效功率半导体器件，同时还公布了新产品AEC-Q101汽车质量时间表。
　　电动汽车和混动汽车通过提高电能利用率来延长续航里程。意法半导体的碳化硅(SiC)技术让车企能够研制续航里程更长、充电速度更快的电动和混动汽车，使其更好地融入车主的生活。作为碳化硅技术的，针对汽车所有主要电气模块，意法半导体率先推出新一代整流管和MOSFET晶体管。新产品可用于高压功率模块和分立功率解决方案，包括牵引变频器、车载充电器和辅助直流-直流转换器。
　　目前，功率模块通常主要依赖于标准硅二极管和隔离栅双极晶体管(IGBT)。碳化硅是一项较新的宽带隙技术，可使功率模块尺寸变得更小，而工作电压远高于今天电动汽车和混动汽车动力总成的400V电压。碳化硅二极管和晶体管的结构缩小，内部电阻随之变低，响应速度较标准硅产品更快，实现电能损耗最小化，使相关器件尺寸缩小，节省空间，降低重量。
　　意法半导体事业群副总裁兼功率晶体管产品部总经理 Mario Aleo表示：“主要整车企业和零配件供应商正在将碳化硅技术用于未来产品研发，发挥其在各种工作场景中总体效率高于标准硅器件的优势。我们的碳化硅产品性能表现优异，已进入产品的阶段，我们正在协助客户准备2017年新车型发布计划。”
　　意法半导体是业界批发布碳化硅高压MOSFET的公司，早在2014年就推出了其首款1200V 碳化硅MOSFET晶体管，创下业内的200°C 额定工作温度，让设计人员能够实现更高效、简化的设计。
　　意法半导体采用业内的制造工艺和4吋晶圆制造碳化硅二极管和晶体管。为降低制造成本，提高产品质量和产能，满足汽车工业的需求，意法半导体正在升级改造碳化硅MOSFET晶体管和二极管的生产线，预计2016年底完成6吋晶圆制造设施升级计划。
　　意法半导体已完成650V AEC-Q101级碳化硅二极管，的650V 碳化硅MOSFET和1200V碳化硅二极管将于2017年初完成。新一代1200V碳化硅MOSFET将于2017年底完成测试。
　　STPSC20065WY 650V碳化硅二极管现已全面量产，采用DO-247封装，同时还提供额定电流和外观尺寸更小的TO-220封装。STPSC10H12D 1200V碳化硅二极管正在向大客户提供样片，采用TO-220AC封装，5月开始量产，汽车级产品预计在2016年底量产，还将提供6A至20A额定电流和多种封装选择。
　　SCTW100N65G2AG 650V碳化硅MOSFET正在向大客户提供样片，采用HiP247封装，2017年上半年进入预备量产阶段。为让开发人员实现更紧凑的设计，650V碳化硅MOSFET H2PAK贴装版将于2017上半年完成。
　　若需进一步了解意法半导体碳化硅产品系列详情，请访问www.st.com/sicmos MOSFET产品网页或www.st.com/auto-sic-diodes二极管产品网页。
　　技术说明
　　采用意法半导体的650V SCTW100N65G2AG碳化硅MOSFET的电动/混动汽车主变频器(频率通常高达20kHz)，比采用同级别的IGBT的解决方案提高能效多达3%。能效的显著提升使电池续航和自动驾驶时间更长，功率单元变得更小、更轻，对散热要求更低。碳化硅MOSFET可降低变频器功率损耗(中低负载高达80%)，让设计人员能够开发开关频率更高的更紧凑的设计。此外，基于碳化硅的解决方案可提供稳健性更高的内部体效应二极管，不再需要IGBT解决方案必需的续流二极管，从而进一步降低成本、空间和重量。
　　在OBC车载充电器和直流-直流转换器等电动汽车和混动汽车系统中，碳化硅开关速度比标准硅产品快是其固有特性，可大幅提升开关频率，降低无源器件的尺寸。而且，碳化硅MOSFET适用于各种拓扑，可提升设计灵活性。
　　这些技术进步有助于提升混动和电动汽车的技术水平。此外，与竞争品牌的碳化硅产品相比，意法半导体的先进制造工艺有诸多优势，例如在很宽的工作温度范围内运行稳定性十分优异，这意味汽车的加速性能和续航里程更加可靠。
　　意法半导体的碳化硅MOSFET采用其专有的高热效HiP247?封装，额定结温创下200°C业内记录，通态电阻温漂很低，即使高温时通态电阻变化也很小，有助于提升系统能效，降低冷却系统和印刷电路板尺寸要求，简化热管理设计。
　　意法半导体的新650V和1200V碳化硅二极管拥有当今市面上的正向压降(VF)，限度降低电动和混动汽车功率转换器的耗散功率及其转化的热量，这些优异的热特性有助于进一步改进汽车的运行可靠性。

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