Wolfspeed推出全新Gen 4 MOSFET技术平台 突破应用上高功率的性能
- 郑宇渟／台北
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全球碳化矽技术领导者Wolfspeed, Inc.（美国纽约证券交易所代码：WOLF）于近日正式推出全新Gen 4技术平台，该平台进一步提升效率并兼具耐用性，同时能降低系统成本与开发时间。
Gen 4专为进化高功率设计中常见的切换特性及设计挑战而打造，为Wolfspeed的产品线奠定长期发展基础，包括功率模块、分立元件和裸晶产品。目前产品涵盖750V、1200V和2300V电压等级。
Wolfspeed功率产品线资深副总裁Jay Cameron表示：「我们理解每项设计都有其独特需求。自Gen 4设计起始点，我们的目标便是提升实际运行上的整体系统能效，专注实现系统层级最大性能。Gen 4使设计工程师得以创造出高效且耐用的系统，即使在严苛的运行环境上亦能以更低的系统成本达成目标。」
碳化矽技术是功率元件以及半导体产业成长最快的领域之一。碳化矽相较于矽更适合于高功率应用－例如电动车动力系统、交通、再生能源系统、电池储能，人工智能暨数据中心－上述应用均能大幅提升效能并降低系统成本。
由于全球致力于找寻兼具高效率且环保的解决方案，因应日益成长的高电压，高功率需求，正持续进行策略性投资，以巩固技术优势，同时推动关键技术上的创新。
美国公用事业级逆变器制造商EPC Power的总裁兼产品长Devin Dilley表示：「创新科技为商业发展创造了全新商机。Wolfspeed全新Gen 4碳化矽技术使得EPC Power在全球能源创造与储能技术达成颠覆性变革。」
Wolfspeed执行董事长Tom Werner表示：「Wolfspeed是碳化矽技术的全球领导者，我们始终秉持创新并持续的精神，将我们的碳化矽解决方案推向越来越多的行业，应对日益严苛的使用需求。我们的Gen 4 平台将采用最高效能的200 mm晶圆，达成前所未有的产品规模及产量目标。」
Wolfspeed Gen 4平台旨在全面提升系统能效并延长系统寿命，即使在最严苛的环境中也能稳定运行，同时降低系统成本与开发时间。
这项技术将为汽车、工业及再生能源系统设计带来大幅提升的效能，其核心优势包括：1. 全面的系统能效：于操作温度下，导通电阻降低 21%，切换损耗减少 15%。2. 耐用性：提升可靠度，包括高达 2.3 μS 的短路耐受时间，提供额外安全裕度。3. 降低系统成本：简化设计流程，减少系统成本及缩短开发时间。
Wolfspeed Gen 4产品系列目前提供750V、1200V和2300V，涵盖功率模块、分立元件以及裸晶产品选项。新增产品，包括其他封装规格与RDSON范围，预计将于2025 ~ 2026年初陆续推出。
Gen 4技术数据表内容
1. 最耐用性的设计，从容应对最严苛环境：随着汽车、工业和再生能源制造商持续推动产品全面的电气化，可靠性与耐用性成为了关键要素。Wolfspeed Gen 4平台充分体现以耐用性为关键的核心设计理念。
Gen 4具备高达2.3μS的短路耐受时间，为关键应用提供额外安全裕度。此外，与过往科技相比，该平台的故障时间 (FIT) 比率提升了100倍，确保在不同海拔条件下依然稳定。
其体二极管设计进一步提升系统耐用性，实现更快的切换特性、更低的损耗，并将VDS过冲降低80%。Gen 4 裸芯片已通过认证，可在185 °C的环境下稳定运行，并可在200 °C的高温条件下于一定时间内操作。这项优点使设计上享有更高的弹性，让他们能将设计性能发挥到极致。
2. 全面系统效率：全方位提升系统效能，Gen 4树立了系统能效的新标竿。针对软开关及硬开关应用，Gen 4在运转温度下将导通电阻降低达21%，硬开关应用的切换损耗则降低高达15%。这些效率的提升，辅以 Gen 4 降低的高温导通电阻，进一步巩固了 Wolfspeed 对现实应用条件下可靠性能的承诺。
3. 更低的系统成本：降低系统成本并缩短开发时间，为解决系统成本的挑战，Wolfspeed 的全新平台支持使用更小型，少量、并具成本效益的被动元件与滤波器－最终缩短了开发时间并降低整体成本。
此外，Gen 4在相同体积下可提升高达30%的功率输出。Gen 4整合其创新的体二极管设计的性能，大幅降低反向恢复过程中的EMI，简化了EMI设计流程，支持使用更小型的 EMI 滤波器。高达600倍的电容比例设计，让Gen 4 MOSFET元件在高dV/dt操作条件下能更安全、有效的切换特性，且无寄生的电压过冲现象。
