第三代半导体碳化硅是目前半导体领域最热门的话题。提到碳化硅（SiC），人们的第一反应是其性能优势，如 更低损耗、更高电压、更高频率、更小尺寸和更高结温，非常适合制造大功率电子器件；如果说到应用，大多数人都会说它成本太高，推广起来需假以时日，等等。事实上，在一些有性能、效率、体积、散热，甚至系统成本有要求的应用中，典型代表行业如电源。碳化硅器件与硅器件的成本差距正在收窄。

        Wayon维安代理SiC器件的结构和特征：  wayon维安代理Si料中，越是高耐压器件其单位面积的导通电阻就越大（通常以耐压值的大概2-2.5次方的比例增加），因此600V以上的电压中主要采用IGBT（绝缘栅极双极型晶体管）。IGBT通过电导率调制，向漂移层内注入作为少数载流子的空穴，因此导通电阻比MOSFET还要小，但是同时由于少数载流子的积聚，在关断时会产生尾电流，从而造成极大的开关损耗。

       SiC器件漂移层的阻抗比Si器件低，不需要进行电导率调制就能够以高频器件结构的MOSFET实现高耐压和低阻抗。而且MOSFET原理上不产生尾电流，所以用SiC MOSFET替代IGBT时，能够明显地减少开关损耗，并且实现散热部件的小型化。另外，SiC MOSFET能够在IGBT不能工作的高频条件下驱动，从而也可以实现被动器件的小型化。与600V～1200V的Si MOSFET相比，SiC MOSFET的优势在于芯片面积小（可以实现小型封装），而且体二极管的恢复损耗非常小。

图1：硅材料和碳化硅材料参数对比

                                               表1 ：硅材料和碳化硅材料参数对比

  那么，基于如此明显的优势的碳化硅材料制成的碳化硅肖特基器件能带来哪些优势呢？

    1、器件自身优势：击穿电压高（常用电压有650V/1200V）、可靠性高（结温175℃ ）、开关损耗小和导通损耗小、器件反向恢复时间几乎为0，且恢复电压应力较小（参考下图），有利于降低系统噪声，提高EMI裕量。

图2  Si FRD 反向恢复波形

图3  SiC SBD 反向恢复波形

  2、应用优势：在CCM PFC电路中，碳化硅肖特基较小的反向恢复电流可以降低主功率MOSFET开启瞬间的电流应力，从而使它能够以较少的热损失转换电能，硅半导体必须大得多才能实现相同的性能。这体现在产品上，即碳化硅肖特基在降低电源温度提高转换效率的同时还能显著减小电源的尺寸，这将为制造商带来巨大的效益。

                                                              图4  CCM PFC 电路图

       Wayon维安代理商功率半导体作为电力系统的组成部分，是提升能源效率的决定性因素之一。在肖特基发展历程中，追求更低损耗是行业一直以来的共同目标，肖特基器件损耗主要由导通损耗和开关损耗导致，且无用功损耗会以发热的行式释放，使电源温度升高。

      导通损耗和正向压降正相关，我们根据V_F正向压降公式以及公式分解可以得到，降低芯片厚度可以有效降低V_F。从而降低导通损耗。

        而开关损耗和电容值正相关。根据推导公式可得，减小结面积可以有效降低电容值，从而降低开关损耗。

       从设计人员的角度来看，正向压降与电容二者之间的平衡至关重要，而使用新工艺可以带来更优的综合性能。目前碳化硅肖特基产品工艺节点大致可以分为4个：

       第一代产品芯片厚度以300μm以上为工艺节点，常见厚度为300μm、350μm、390μm厚度。此工艺制造的芯片厚度较厚，对加工过程中减划、金属化等等工艺要求较低，但是缺点也是显而易见的，由于芯片较厚故很难在正向压降和电容之间得到一个较优的综合性能，目前国内少部分厂家还沿用此工艺。

      第二代产品以芯片厚度为250μm为代表。目前国内厂家量产产品大多采用此节点工艺，维安第一代产品也是基于此节点工艺进行开发（目前已经更新到第三代），但是此工艺较国际一线大厂还有一定差距。

        第三代产品以芯片厚度150μm为代表。这个工艺节点也是国内大多数厂家在21年底到22年初推出的新工艺平台，大部分厂家目前还正在处于研发阶段，部分国际一线大厂量产产品采用150μm工艺节点，例如CREE C6系列在此节点工艺进行开发，但此工艺具国际最优水平还有一定差距。

      第四代产品以100μm厚度为代表。此工艺水平为目前国际最优量产水平，国际上英飞凌C6等产品采用此节点工艺进行开发，得到VF和电容性能的综合优势，维安目前量产主推工艺也是采用此节点，工艺水平领先国内主流1代~1.5代水平。

       3年的潜心研发，加之在开发过程中不断自我优化迭代，维安碳化硅肖特基产品历经250μm、150μm、100μm三次更新，目前量产产品全部采用100μm节点（维安第三代）薄片工艺，通过降低芯片厚度降低导通损耗和使用缩小有效结面积的方法降低电容，使器件电流密度，导通损耗和开关损耗等器件参数性能优于同行业水平。
                                                       图5：维安碳化硅肖特基结构迭代示意图

         手机等消费类电源、太阳能逆变电源、新能源电动汽车及充电桩、工业控制特种电源……作为一个重要的快速发展的应用领域，电源行业的发展受益于功率器件技术进步，反过来又推动了功率器件的研发制造活动。在电源模块中使用碳化硅肖特基器件，具有以下优势：

    · 开关损耗极低；

    · 较高的开关频率；

    · 结温高，从而降低了冷却要求和散热要求；

    · 更小封装，适合更紧凑的方案；

    政府产业鼓励政策固然重要，但是，真正的市场需求，更好的用户体验，以及产品优势，才是引爆市场的关键。

    维安碳化硅肖特基推出以下系列产品：

                                               表2 维安650V系列碳化硅肖特基二极管

                                           表3维安1200V系列碳化硅肖特基二极管
       Wayon维安代理产品仍在不断自我优化，持续推出损耗更小，开关速度更高的碳化硅肖特基器件。维安碳化硅，让您的电源效率更高、工作温度更低。   

1.碳化硅可以在更高的温度下运行

全球对电子产品日益增长的需求推动了对不同类型设备在不断变化或恶劣的条件(如更高的温度)下运行的需求。

碳化硅半导体可以在200“℃或更高的温度下工作，因为其导热性比标准硅好三倍。但应该理解的是，大多数商业级半导体的推荐温度额定值为 175C。

更高的额定温度可最大限度地降低系统设计的复杂性，增强可靠性，并降低制造商的成本。系统设计人员可以在Sic半导体的帮助下使用越来越少的电容器和存储电感器，从而降低电气系统的总体成本。

2.碳化硅可以承受更高的电压

与普通硅相比，碳化硅可以承受更高的电压，因此碳化硅半导体中的电源系统需要更少的串联开关，从而提供了简化和可靠的系统布局，由于零件数量较少，它还降低了制造成本。