SiC未来市场如何？巨头企业有话说

近日，业界有说法称，未来 5 到 10 年内，SiC 功率器件市场增长机会主要在汽车领域，特别是 EV、混合动力车、燃料电池车等电动车应用市场。

除此之外，在光伏和储能、驱动、充电桩、UPS 领域，SiC 都将有高速成长的机会，而且，电源领域将是 SiC 最大的市场。综合起来，这几个市场将会有 16%的年复合增长率。

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英飞凌科技电源与传感系统事业部大中华区开关电源应用高级市场经理陈清源提到，“如果用在电源上，SiC 材料就可以带来更好的功率转换能力，更小的产品空间。”因为与传统的 Si 材料作对比，SiC 的带隙（Band Gap）是其三倍；击穿场强（MV/cm）上，SiC 是 2.2，Si 为 0.3，高出 7 倍左右；SiC 的热导率是 4.9，Si 是 1.5，高出 3 倍多；电子漂移速度上，SiC 也是 Si 的 2 倍。

陈清源还介绍道，英飞凌的 SiC 二极管都已经推出到第六代，SiC MOSFET 产品也有很多种类。“我们在 2 月底推出了 8 个 SiC MOSFET 产品，采用两种插件 TO-247 封装，既包括典型的 TO-247 3 引脚封装，也包括开关损耗更低的 TO-247 4 引脚封装。”据了解，CoolSiCTM 是英飞凌 SiC MOFET 产品的品牌。为了增加坚固耐用度，英飞凌对 SiC MOSFET 做了很多优化，如使得其栅极氧化层的可靠度可以与 IGBT 跟 CooIMOS 相接近，将 VGS 重新设计在大于 4V，降低噪声导致的误导通概率等。

“在电源应用中，不稳定因素让电压超过额定的 650V。而我们这个产品的抗雪崩能力很强，可以防止一些不适当使用造成的器件损坏。”陈清源补充道。这是因为 SiC 与 Si 和 GaN 相比较，有一个特性上其表现最好，这就是导热系数。同是 100℃的条件，CoolSiC 的 RDS(ON)要比 GaN 低 26%，比 Si MOSFET 低 32%，这就意味着高温状态下，SiC 的效能最好。

另外，据陈清源介绍，SIC 器件前端的工艺上，目前有平面式和沟槽式，英飞凌采用了沟槽式。“在同样的可靠度上面，沟槽式的设计会远比平面式拥有更高的性能。”

陈清源还表示，“如果客户的要求更高，我们也可以建议客户：全部用碳化硅的解决方案。整个系统的效率会达到 98%，这也是以前所做不到的。”

一个最近很热的例子是 5G 小基站的电源。小基站都在户外，没有风扇，对效率要求也很高。如果采用英飞凌的 SiC，同样可以使得效率达到 96%，而且可以适应很宽的温度范围。

另一个例子是家用的储能系统，其功耗通常是 1~50kW，SiC 可以满足其效率高、体积小、外部零件少等要求。同样的，还有 UPS 电源，SiC 也能在能效、可靠性和功率密度方面对其进行提升。

最后，陈清源强调，“无论是 Si、SiC 或是 GaN，这三者将会长期共存，没有一种取代另一种的说法。这三种器件，我们都会有很好的产品供客户选择。”