宽能隙材料功率元件 大幅提升用电效率

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瀚薪科技总经理李传英博士。

在节能减碳的趋势发展下，宽能隙(Wide Band-gap)材料功率半导体由于能显着提升电力使用效率，因此愈来愈受到瞩目，逐渐导入电源供应器、太阳光电逆变器、电动车(EV/HEV)等电力电子系统应用。

身为台湾首家聚焦于宽能隙高功率半导体元件的设计公司，该公司总经理李传英博士强调，「我们专注在小型化、低功耗与高效率碳化矽(SiC)与氮化镓 (GaN) 功率元件的开发，希望能够协助更多产品朝向高效率节能的方向发展，这是我们做为地球公民该尽的责任。」

相较于业界之前惯用的矽功率元件，宽能隙元件到底对于电的使用效率有何助益？以日本空调系统为例，仅仅是利用SiC二极管取代原本的矽元件后，使用效率就由原本的95%提升至97%。也就是说，电力损失能由5%降至3%，聚沙成塔，可节省的电力总量相当可观。

SiC与GaN高功率元件具有高耐压电场、高饱和电子速度，以及高导热系数等特性，相当适合高功率、高频率及高温环境的应用，并对于系统电力消耗有显着改善效益，然而，若欲进一步普及，价格及系统设计仍是关键议题。

整合MOS及二极管  首创高整合度方案

李传英说明指出，「从矽元件改换为宽能隙材料元件，由于操作频率及条件皆有所不同，因此会出现震荡效应及相关高频副作用等，系统架构需因应重新设计，这都是系统上需要进一步调整之处，我们会与客户携手解决。」例如，瀚薪科技与大陆电动车业者合作，将SiC MOSFET和Diode导入充电桩与车上的充电机马达驱动。「在双方几乎是24小时待命的情况下，我们花了约一个月的时间与客户研发共同讨论进行最佳化的调整，协助客户产品可以快速上市。」

相较于国外业者多提供离散式方案，瀚薪科技可针对客户需求提供整合度极高的SiC解决方案，透过将SiC MOSFET和二极管整合的单芯片设计，提供客户更简便使用与更好的元件效率 。

李传英表示，「瀚薪科技是全球首家做到SiC MOSFET整合肖特基二极管单芯片产品的供应商，2017年5月于日本发表后，市场反应极佳。」

从重电到消费性  扩散节能效应

瀚薪为纯IC设计公司，目前员工数约20人左右，主要提供650伏以上的大功率元件，此一重电领域对于品质的要求极高，因此瀚薪极力打造自有品牌的信赖度，于市场上日渐建立口碑。目前该公司已切入电源供应器、电动车及太阳能等市场，未来则将布局轨道交通、电网等应用市场。

除了往重电市场发展外，李传英也透露不排除将触角衍伸至消费性电子市场，「继白色家电后，黑色家电已开始出现采用SiC元件的趋势，这方面的市场大有可为。」

此外，在电源供应器市场方面，在节能与效率提升的浪潮推波助澜下，应用也逐步由高规格的服务器电源，渐渐扩散至PC电源市场；SiC迈向普及的趋势，确实指日可待。瀚薪科技将持续推动宽能隙材料功率半导体的普及，为节能减碳贡献更多心力。