SiC技術創新到豐富產品的四個支柱簡單講，就是技術，質量，產量和產品。

性能穩定的體二極體

垂直結構的功率MOSFET（如CoolSiC™元件）透過體二極體提供反向導通路徑，可用作變流器中的續流二極體。由於SiC的寬頻隙，此二極體的轉折電壓VT約為3V，相對較高。這意味著完全依賴其續流，連續工作將導致高導通損耗。

為了提高變流器效率，在系統設計上會利用單極性元件的優勢，採用同步整流來續流以降低導通損耗，但死區時間內二極體的特性和表現依然很重要。

由於SiC MOSFET是高速元件，死區時間可以設計得很短，應用電路中的典型死區時間在150ns至1µs之間。較短的死區時間可以顯著減少反向恢復損耗、過電壓和相關的振盪行為。條件是體二極體的特性和得當的外部電路設計，如驅動電路採用EiceDriver™磁隔驅動器，SiC MOSFET可以在非常快的開關速度下工作。

對於SiC MOSFET，在最大工作溫度和電流下，體二極體關閉期間，大量的雙極電荷儲存在體二極體中，關斷時產生反向恢復電流。裝置中和外部電路的寄生電感會抑制電流變化，導致體二極體的dv/dt很高，以導致電場迅速掃除漂移區中的自由載子。如果在裝置電流自然降低到零之前發生這種情況，那麼，剩餘的裝置電流可能會在高di/dt下瞬變，並導致裝置出現不想要的過衝電壓和發生跳變（snap-off）效應。

體二極體的反向恢復特性在應用環境中會產生各種損耗、振盪和電磁相容性問題。參考微信文章：深入剖析高速SiC MOSFET的開關行為。

柵極氧化層的可靠性

英飛凌CoolSiC™溝槽型MOSFET具備優異的閘極氧化層可靠性，生產製程和質檢流程經過20餘年不斷優化，讓晶片和封裝始終保持領先優勢，2016年上市8年來品質一直很穩定。

碳化矽MOSFET和二極體的性能已在光伏逆變器、電動車充電和電動車等各種應用中得到驗證，是大家公認的。

儘管如此，基於碳化矽的MOSFET產品在性能，成本上有進一步提高潛力，晶片設計中要在性能、堅固性和可靠性之間選擇適當的平衡。

MOSFET元件追求低的導通電阻，型號命名就是依照電阻值命名的，在相同晶片面積下實現更小的導通電阻，這樣元件的成本就更低。但設計產品時也需要考慮與實際電力電子系統設計相關的其他各個方面，例如足夠的可靠性，包括閘極氧化層的可靠性、防寄生導通的抗干擾能力，驅動易用性，高的VGSth以及可靠地0V關斷的能力。

英飛凌很早就決定投資開發溝槽這項工藝複雜的結構。

由於碳化矽晶體的各向異性，與碳化矽水平界面相比，垂直界面上的SIC-SIO2缺陷密度較低,這使得柵氧化物可靠性更容易控制，這是獲得類似於矽的可靠性的不可多得的先決條件。

其次，溝槽技術的有許多好處，非常適合未來的技術發展路線圖，在半導體製造過程中，垂直比橫向更容易控制，功率密度更高，現代矽元件發展趨勢是溝槽柵，溝槽柵MOSFET已經取代了平面柵MOSFET。

關於碳化矽可靠性是一個很大的話題，我們有《英飛凌如何控制和保證基於SiC的功率半導體裝置的可靠性》一本3萬字的白皮書，JEDEC也陸續出版了關於碳化矽可靠性的出版物JEP。

• JEP184用於電力電子變換的碳化矽金屬氧化物半導體元件偏壓溫度不穩定性評估指南 2021年3月
• JEP194碳化矽功率MOSFET閘極氧化層可靠性與穩健性評估程序指南 2023年2月
• JEP195用於電力電子變換的碳化矽金屬氧化物半導體元件閘極開關不穩定性評估指南 2023年2月

CoolSiC™是最可靠的碳化矽技術。

高品質和高可靠性可以從4個方面看，除了已經提到的閘極氧化可靠性和穩定的體二極管，從生產角度講還有生產工藝的開發和以應用為中心的質檢流程，輔以針對SiC的特定篩選措施確保卓越品質。 JEDEC出版物，SiC MOSFET評估指南標題都冠以「用於電力電子變換的」。

產量是半導體產業最重要的三個競爭優勢之一，技術和產品，產量（產能）和應用服務。

我們碳化矽前道和後道都是有自有產線支持，便於控製品質、交貨和製程開發。

穩定生產與供應鏈保障，英飛凌是從三個面向著手：

1. 全球多通路碳化矽晶圓和晶錠採購策略，與知名供應商密切合作，不斷篩選培育市場上的新供應商

2. 提高生產效率，降低成本，收購 SILTECTRA™公司實現冷切割技術的產業化，可在切割晶圓製程中將損耗降至最低

3. 投資內部生產能力，擴大奧地利菲拉赫和馬來西亞居林的碳化矽產能

英飛凌簽了5家晶圓和晶錠供應商，其中2家來自中國。

從供應商的發展潛力來看，目前前4家供應商的市佔率為80%，預測為幾年後產能為3,400kpcs，成長為260%。山東天嶽和天科合達這些市場新秀產能將倍增，份額將達30%。

英飛凌依照客戶和應用的需求開發產品，現在已有7個電壓等級，在英飛凌官網上你能找到294個SiC MOSFET產品，405個各種驅動器產品（截止到2024年12月），還有很多評估板。

我們功率半導體產量是最大的，IGBT單管和模組的全球市場份額都是第一名。

CoolSiC™進入到第二代G2產品

英飛凌已經推出第二代碳化矽MOSFET產品，G2的效能優化改善有四個維度，這一頁的資料是以1200V，26和30毫歐為例。

這4個維度都和RDSON相關：

1. 光伏，儲能，電動車充電和電機驅動這類應用會用到硬開關電路，RDSONxQGD (mΩ*µC)很重要，G2有了明顯地提升, 領先於第二名17%。

2. 軟開關中追求低的RDSONxQOSS (mΩ*µC)，目前大家水準差不多，我們第二代也是最好的，領先第二名7%。

3. 在輕載應用，為了達到更高的效率，要考慮 RDSONxEOSS(mΩ*µJ)，我們第二代也是最好的，領先第二名4%。

4. RDSxQG(mΩ*µC)是典型的MOSFET考核指標，數值越低所需的驅動功率越小，可達到更高的開關頻率，領先第二名友商12%。

CoolSiC™ MOSFET效能更加優異：

G2與G1的比較

英飛凌已經在陸陸續續推出第二代的碳化矽產品，其性能在各方面有了長足的提升。

1. 提升晶片效能：英飛凌產品是針對特定應用要求最佳化，所以看晶片效能提升也應該在典型負載使用情況下，在典型負載使用情況下，功率損耗降低5%~20%

2. .XT封裝互連技術使用擴散焊工藝，改進了的晶片和封裝基板之間的焊接技術。與先前的標準焊接技術相比，.XT連接技術將焊料層的厚度大大減小，同時，擴散焊也大大降低了空洞的機率，這都直接有利於熱阻（RthJC）的降低。

第二代G2 SiC MOSFET結殼熱阻Rth,j-c可降低12%，因此可以在維持相同的溫升時輸出更大的電流，或是在結溫上升較低時保持相同的電流能力。也有可能在兩者之間取得平衡，從而降低溫升和提高輸出電流。這不僅提高了系統的輸出電流能力，也延長了裝置的使用壽命。

3. 同類最佳的RDS(on)，市場上最精細的產品組合。 D2PAK封裝有12個型號實現了最佳產品選擇，1200V G1最大規格為30mΩ，而G2最大規格8mΩ。 TO247通孔封裝G2最大規格可達7mΩ。

4. 過載運轉溫度高達Tvj=200°C，這比上一代提升了寶貴的25°C，提升了裝置輸出電流能力。

5. 一些技術細節還包括，在資料手冊中規定的高溫下最大RDS(on)，提高了最大閘極-源極電壓到+23V，短路額定值2us，並具有雪崩穩健性等。

G2產品：