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氧化镓和碳化硅功率芯片的技术差异

2023.3.15

SiC(碳化硅)商业化已经20 多年了,GaN 商业化还不到5 年时间。因此人们对GaN 未来完整的市场布局并不是很清楚。

SiC 的材料特性是能够耐高压、耐热,但是缺点是频率不能高,所以只能做到效率提升,不能做到器件很小。现在很多要做得很小,要控制成本。而GaN 擅长高频,效率可以做得非常好。

例如,特斯拉等车厂使用SiC 做主驱等,因为SiC更适合做大功率、更高端的应用。

目前GaN 在消费领域做得非常好,可以完全替代Si 器件;而SiC 下探到消费领域非常难。现在是GaN 不断往上走,电压、电流、功率等级不断往上探,以纳微为例,未来的布局有服务器、数据中心、电动汽车等。而且GaN 往上探没有限制,例如纳微在2021 年底或2022 年就会推出小于20 mΩ 的器件,意味着可以做到单体3.3 ~ 5 kW 的功率,未来做模块,例如3 个die(晶片)或者更多die 做桥壁、并联等,很快功率等级会从10 kW 到20 kW、30 kW……据《电子产品世界》所知,已有GaN 模块供应商推出了电动汽车的充电桩方案、主驱等;纳微也有此方面的规划。从器件本身特征看,与Si 和SiC 器件相比,GaN每次开关能量的损耗可以更低。所以GaN 相比SiC 更节能。


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