Rohm har nyligen presenterat sin fjärde generation av SiC MOSFETs och vi på PGC Consultancy och TechInsights har testat dem för att se om de uppfyller tillverkarens krav eller inte.
Amine Allouche och Poshun Chiu från Yole Group ger en inblick i ROHM:s affärsstrategier, tekniska innovationer och produktplan för Power SiC-marknaderna.
Hög effektivitet
SiC-kretsar har blivit ett allt populärare val tack vare sin ökade effektivitet. En viktig tillämpning för SiC-komponenter är i traktionsomvandlare för elfordon (xEV), där det krävs ett stort antal för att förlänga räckvidden.
Konventionella kisel-IGBT:er kan inte jämföras med dessa nya konstruktioner när det gäller prestanda och tillförlitlighet som krävs för fordonsanvändning. ROHM var det första företaget i världen att massproducera SiC MOSFETs och har nu ett imponerande urval av AEC-Q101-kompatibla enheter som används i PV-omriktare, avbrottsfri strömförsörjning och PFC-sektioner för laddare av elfordon.
Trench-MOSFET:er skiljer sig från konventionella plana MOSFET:er tack vare sin trenchstruktur, som minskar ON-motståndet samtidigt som den ger utmärkt kortslutningstålighet. I kombination med lägre parasitkapacitansnivåer och fördelar med minskad parasitkapacitans resulterar denna struktur i slutändan i 50% mindre switchförlust jämfört med konventionella MOSFETs.
Hög stabilitet
ROHM:s SiC-kraftkomponenter är konstruerade för att uppfylla de stränga tillförlitlighetsstandarder som krävs av tillverkare av elfordon (xEV). ROHM:s EcoSiC-varumärke utnyttjar kiselkarbid - som nyligen har gjort vågor inom kraftindustrin på grund av prestanda som vida överträffar traditionellt kisel. ROHM utvecklar oberoende teknologier som är viktiga för SiC-utvecklingen - tillverkningsprocesser för kiselskivor, produktionssystem och förpackningssystem - vilket ytterligare stärker deras position som branschledare.
Tack vare sin tillverkningsprocess uppvisar CCS andra generationens 1200 V, 80 O SiC MOSFET-produkter en stabilitet som överträffar den hos Si kiseltransistorer (Si-MOSFET) även vid höga spänningar. Detta beror på att man effektivt förhindrar expansion av staplingsfel som annars skulle kunna orsaka nedbrytning av kroppsdiodens ledning; CCS TDDB-tester som utförts under förhållanden som efterliknar långtidsdrift har visat denna stabilitet, utan att några fel eller fluktuationer i egenskaper som motstånd registrerats under långtidsdrift som simulerats av CCS.
Låg på-resistans
Rohm har minskat cellavståndet med upp till tre, vilket effektivt minskar problemen med kanalresistans som står för så mycket som 30% av en MOSFET med 650 V genomgångsspänning.
Rohms 4:e generationens enheter har en on-resistans som är upp till 40% lägre än tidigare generationer, vilket verifieras av TechInsights tvärsnitt. TechInsights tvärsnitt bekräftar detta - vilket gör att Rohm kan krympa sina chipstorlekar samtidigt som kostnaderna minskar.
Rohm har lyckats minska ON-motståndet samtidigt som man förbättrat parasitkapacitansen och uppnått 50% lägre switchförlust jämfört med den tidigare generationen SiC MOSFETs. Kortslutningstester av Gen 4 kommer snart att äga rum på PGC och även deras påstående att kortslutningståtiden har ökat med minskad derating är bevis för att dessa enheter representerar betydande framsteg.
Låg mättnadsström
Med den ökande användningen av IoT-enheter och högpresterande personlig elektronik som smartphones och datorer krävs effektivare strömförsörjning. SiC MOSFETs ger högre effektivitet än sina motsvarigheter i kisel för minskad energiförbrukning och snyggare produkter med mindre fotavtryck.
ROHM:s 4:e generationens 650 V SiC MOSFET har lägre ON-motstånd än 3:e generationens enheter för att uppnå ökad effekttäthet och kortslutningsrobusthet samt ökad effekttäthet. Detta åstadkoms med hjälp av en ny cellayout som maximerar grind- och kroppsdiodavledningsområden samt dess unika struktur som förhindrar expansion av staplingsfel under kroppsdiodledning.
Poshun Chiu från Yole Group genomförde en intervju med Akifumi Enomoto, avdelningschef för Power Devices Business Strategy på ROHM Group. Tillsammans diskuterade de företagets strategier och tekniska innovationer inom den snabbt växande Power SiC-marknaden. Klicka här för att läsa hela samtalet.
Hög effekttäthet
Rohm kommer att ställa ut innovationer inom krafthalvledarkomponenter som är utformade för att sänka systemkostnaderna på PCIM Nürnberg-mässan för kraftelektronik, intelligent rörelse och energihantering. Rohm är en av de främsta leverantörerna av kraftkomponenter med brett bandgap och dess MOSFETs av kiselkarbid (SiC) erbjuder utmärkt spänningsstabilitet vid höga spänningar.
Amine Allouche och Poshun Chiu från Yole träffar Akifumi Enomoto, Department Manager, Power Devices Business Strategy på ROHM, om deras strategier för att dra nytta av den snabbt växande Power SiC-marknaden.
Enomoto beskriver hur ROHM:s Gen 3 SiC MOSFETs använder ett innovativt tvådimensionellt gitter av grindar för att nästan fördubbla grinddensiteten inom varje cell och minska den totala paketstorleken. Dessutom har dessa enheter liten framspänning och lågt motstånd som drastiskt minskar switchförlusterna för elfordon samtidigt som de bidrar till att sänka kostnaderna totalt sett. Fordonsdesigners kommer att finna ROHM Gen 3 SiC MOSFETs ovärderliga när de skapar kraftfulla motorstyrningar med minskad effektförlust och utökade batteridrivna räckvidder.
Swedish 
English