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第三代半导体碳化硅材料正在渗透白色家电行业
2021年06月25日 发布 分类:行业要闻 点击量:790
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碳化硅作为第三代半导体的代表材料,是制作高温、高频、大功率、高压器件的理想材料之一,其解决方案能使系统效率更高,质量更轻,结构更紧凑。目前已广泛用于汽车电驱、光伏逆变、OBC、充电桩等领域。

当前最前沿的使用碳化硅材料芯片,应用领域仅限于光伏和新能源当中。家电产品由于附加值较低,对原材料价格比较敏感,目前使用的MCU芯片只在硅晶圆上完成。不过,由于家电基数庞大,并且变频需求提升趋势明显,因此也成为高度关注的对象。

空调新能效标准要求节能技术提升

国家将第三代半导体写入了十四五规划,越来越多的半导体企业都加码第三代半导体,可以预见碳化硅器件的价格趋势会越来越平民化,使碳化硅器件可以在家电应用上一展所长因此白色家电领域也正迎来碳化硅材料的应用机会。

例如在空调领域,变频空调PFC频率已由目前主流的40kHz,往70kHz80kHz甚至更高的频率设计,这对IGBTFRD的高频要求就越来越高,要求IGBT开关时间更快,快恢复二极管反向恢复时间更短,电压更高的碳化硅肖特基二极管可替代传统的二极管。另外同时集成碳化硅二极管+IGBT或者碳化硅MOS的模块也将是一个选择。

已有空调厂家开始选用碳化硅二极管,比普通硅快回复二极管具有更小的正向导通压降,更高的耐温及高温稳定性,PFC效率能提升0.7~ 1个百分点,由于碳化硅二极管反向恢复时间很短,减轻了加在IGBT上的漏电流,使IGBT温度降低约2~3℃,提升了系统整体性能和可靠性。

(a)超快恢复二极管            b)SiC二极管

两种二极管正向压降对比

理论上,只要是PFC或者升压电路、以及高压或者高功率电源场合都会有碳化硅的应用机会,比如TV(商用显示器或者特殊功能显示器)、商用滚筒洗衣机、高端微波炉、高端电饭煲等,及其他大于500WPFC拓扑结构电路。那些功率越大,电压越高的场合,用碳化硅的优势越明显,能够提高系统效率,减小板子尺寸,优化系统结构,从而帮助工程师们设计出性能更优,可靠性更高的产品。

因此碳化硅在其他家电上的机会也会随着空调的应用而普及,在白色家电这个庞大的市场,产品向智能化、高端化发展的趋势不变,变频产品的规模将有增无减。面对整机产品发展带来的广阔空间,碳化硅在白色家电市场的发展值得大家的高度关注和期待

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