投入新一代功率元件 满足高功率电力电子需求

在功率元件发展趋势的讨论中，最常被谈及的话题之一，就是碳化矽(Silicon Carbide；SiC)与氮化镓(Gallium Nitride；GaN)这些新时代功率元件的市场成长性。

而归功于应用系统需求带动、宽禁带材料半导体技术发展愈臻成熟，以及产品价格下降等因素，市场研究机构预估宽禁带的SiC与GaN功率半导体市场规模将由目前的2.5亿美元，快速成长至2025年的35亿美元，10年间的年复合成长率达30%。看准此趋势，瀚薪科技长期致力于SiC与GaN功率半导体技术与产品的开发生产。

随着电力电子应用朝向高效率、高频切换、高温操作、高功率密度等方向发展，相较于传统的矽元件，SiC与GaN这些宽禁带材料功率半导体更能符合新一代电力电子应用的需求。其中，瀚薪科技认为SiC材料具备高耐压与耐高温操作特性，非常适合用来设计600V以上的高压元件；而针对无线充电等MHz水准的高频应用需求，600V以下的GaN则将有其市场优势。

宽禁带SiC与GaN前景佳  瀚薪积极布局

针对高功率电力电子的发展趋势，瀚薪目前已推出650V与1200V SiC萧特基二极管与MOSFET产品，以符合电源、光伏逆变与新能源车辆等应用的高效率产品需求。

在SiC萧特基二极管产品部分，由于SiC材料的高导热优势及其优异的反向恢复特性，使SiC萧特基二极管在高温应用时，仍具备极佳的Trr/Qrr，同时在高温操作下的漏电流(Irm)仍能维持在30µA以下，相较传统Si快恢复二极管产品，更有益于改善导通与切换损失，并有效提高系统整体效率。

在SiC MOSFET产品部分，相较于传统的Si MOSFET与IGBT产品，SiC MOSFET能够通过外延厚度的调整，达到耐压650V、1200V与1700V以上的规格要求。在元件特性上，SiC MOSFET较Si元件拥有优异的低切换损失优势，单位芯片面积下的导通电阻远低于Si MOSFET，因此相当适用于光伏与新能源车辆所需的高功率逆变器应用。

成本逐步降低  SiC与GaN渐获市场接受

不过，SiC与GaN要取代Si功率元件，成本是极大的关键，对此，瀚薪指出，由于材料与Si不同，且衬底？外延的生长技术上与Si也有极大差异，致使SiC与GaN功率元件的成本大幅高于Si功率元件，这也是SiC/GaN元件无法全面取代Si元件市场的主因。

不过，近年来随着衬底？外延材料技术与供应的提升，材料成本已逐年下降，再加上伴元件供应量与应用的成长，SiC功率元件的价格已逐渐为应用客户所接受。

瀚薪科技进一步说明，SiC萧特基二极管导入应用量产至今已超过10年，元件在应用的可靠度与经验已相对成熟，随着近年的价格大幅下降，应用客户已逐渐扩大应用设计。至于SiC MOSFET产品推出量产至今大约已有5年，接下来的研发重点则是以高良率、高电流的SiC MOSFET来取代IGBT。

未来，在SiC萧特基二极管与SiC MOSFET市场应用导入量产后，瀚薪科技将持续扩展大电流规格SiC MOSFET产品的开发，同时针对1700V与3300V SiC功率元件进行技术与产品开发投入。在GaN功率元件分面，则将以600V以下HEMT元件技术为主，切入无线充电等高频应用市场。