在過去幾年中，寬頻隙半導體的崛起已經得到了充分的證明。氮化鎵(GaN)和碳化矽(SiC)等新型半導體材料提供了更高的速度、效率和工作條件，已被證明在高壓應用中非常有用。這些應用包括電力電子、電動汽車等。

SiC vs. GaN vs. SI

例如，本月ROHM半導體公司宣佈，為提高公司的SiC產能而專門建造的新工廠竣工。新工廠將採用最先進的SiC製造技術，以提高生產效率、擴大晶圓直徑和增加產量，新工廠旨在將二氧化碳排放量比傳統工廠降低20％。

ROHM的筑後市工廠

僅在本月，就有多家研究機構和半導體供應商釋出了基於SiC的新進展，這些新成果可能會克服這個WBG的製造和設計挑戰。

該研究小組提出了一種無損測量碳化矽器件中載流子壽命的方法。這是一項重要的成果，因為許多研究人員一直在嘗試平衡SiC載流子壽命-在足夠的電導率調製（這需要較長的載流子壽命）和開關損耗（需要較短的載流子壽命）之間尋找最佳平衡點。

在過去，這一努力只能透過侵入性技術來測量，需要研究人員真正地切開並分析半導體。

名古屋理工學院提出的無創載流子壽命測量技術

在他們提出的方法中，研究人員使用激發鐳射器來建立載流子，並使用帶有檢測器的探針鐳射器來測量激發載流子的壽命。有了這種可以進行更簡單、非侵入性分析的技術，工程師們終於可以開始對載流子壽命進行微調，以達到傳導調製和低開關損耗的完美平衡。這在未來可能會帶來新一代更新、更高效能的SiC器件。

另一項SiC進展來自弗勞恩霍夫太陽能系統研究所(ISE)的研究人員，他們最近發現了一種新型的SiC電晶體，由於其高阻斷電壓，可以直接連線到中壓電網。這些新器件與大多數逆變器相反，它們向低壓電網供電，但可以使用50赫茲變壓器與中壓電網耦合。

弗勞恩霍夫ISE團隊建立的250-kVA的逆變器堆疊，其中包括3.3-kv-SiC-電晶體

Vishay和Cree希望透過SiC實現設計簡單化

注：Cree 將於今年年底改名為Wolfspeed

在學術研究人員在研發方面採用SiC取得進展的同時，行業供應商也在將更多有用的基於SiC的器件交到實踐工程師手中。

例如， Vishay最近釋出了新型高效SiC肖特基二極體。該公司釋出了10種全新的SiC二極體，所有這些二極體均可承受650 V的VRRM和4 A至40 A的正向電流。這些新型二極體的額定承受的最高結溫為175°C， 允許在非常高的溫度環境中工作--這對從事某些電力電子領域工作的設計人員來說至關重要。

新型SiC肖特基二極體系列規格。圖片由Vishay提供

第二條行業新聞來自Cree公司，該公司宣佈推出Wolfspeed WolfPACK功率模組。這款新的功率模組採用Wolfspeed SiC MOSFET，是專門為在中功率範圍內而設計的。

據該公司稱，該產品的目標是最大程度地提高功率密度，同時又將設計複雜度降至最低。該系列旨在用於EV快速充電和太陽能等應用，在25°C的溫度下可提供1200 V的工作電壓，高達105 A的正向電流和11毫歐的R DS（on）。

這對那些因設計複雜性的陷阱而難以整合合適的SiC解決方案的設計人員來說，可能會大有裨益。

SiC的強勁開端

從學術突破到新產品推向市場，SiC技術看起來在未來幾年會有快速增長。事實上，一些行業分析師預測，全球SiC市場將從2020年的7.49億美元猛增到2025年的18.12億美元。