深圳市魯光電子科技有限公司致力于中國半導(dǎo)體功率器件制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并向全球功率器件消費者提供優(yōu)質(zhì)的半導(dǎo)體功率器件產(chǎn)品和專業(yè)服務(wù)。
雖然MOSFET產(chǎn)品的應(yīng)用處于迅速的擴張中，并且是廠商研發(fā)活動的焦點，但是目前SiC功率器件的商業(yè)應(yīng)用仍然以肖特基二極管為主?，F(xiàn)結(jié)合應(yīng)用和器件本身2個方面，介紹一下當(dāng)前SiC肖特基二極管的技術(shù)特征、面臨的障礙和今后發(fā)展的趨勢。
市場現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)
1．成本
目前SiC器件廣泛應(yīng)用的最大障礙還是成本。可以說，如果SiC功率器件的成本能夠降到接近于硅器件的水平，那么很多問題就能迎刃而解，而不會是今天這個局面。目前最典型的SiC肖特基二極管產(chǎn)品（600V10A）的市場價格還是同規(guī)格硅FRD產(chǎn)品的5～6倍以上。對于更大的額定電流的產(chǎn)品，成本差距就更懸殊。實際上，由于市場規(guī)模還小，當(dāng)前為數(shù)不多的SiC器件廠商絕大部分都沒有足夠充分的產(chǎn)能資源，都是在賠本補貼，實際上也無法保證大量供貨。因此，能否降低成本，能否保證供應(yīng)，是下游應(yīng)用廠商對器件廠家的最大疑問。在這個問題得到滿意答案之前，SiC肖特基二極管的應(yīng)用被局限在少數(shù)不得不用的領(lǐng)域。典型的有下面4個方面。
（1） 高端音響
主要利用SiC三極管的優(yōu)良的高溫高功率下的放大功能（BJT、JFET、MOSFET），以少畸變、高保真達(dá)到最佳音響聽覺效果。但是對SiC肖特基二極管也有明顯的需求，可以用在不同的電路部分。這是一個追求性能和用戶體驗，對成本不敏感的行業(yè)，是SiC肖特基二極管（同時也是SiC功率器件）的第1個民用下游領(lǐng)域，曾經(jīng)在早期為SiC功率器件廠家提供了最初的現(xiàn)金流。由于我國缺乏高端音響制造業(yè)，在SiC器件行業(yè)起步也較晚，未能得到進(jìn)入這個市場的機會。
（2） 服務(wù)器電源功率因數(shù)校正（PFC）
這主要是因為大量服務(wù)器集中放置，耗電較高，同時硅快速恢復(fù)二極管（FRD）發(fā)熱較高。改用SiC-SBD后，提高效率，除了減少耗電，更重要的是降低器件溫度，減少散熱成本，提高了至關(guān)重要的系統(tǒng)可靠性。在新能源汽車興起之前，服務(wù)器電源PFC一度是SiC-SBD最主要的市場。這個應(yīng)用領(lǐng)域?qū)煽啃缘囊筝^高，已經(jīng)被歐美日公司占據(jù)，國內(nèi)廠商因為起步較晚，滲透十分困難。圖1是一個典型的PFC升壓電路圖。
（3）光伏微型逆變器升壓電路
主要是因為家庭光伏所用的微型逆變器體積較小，需要提高工作頻率來減小被動原件的體積。在高頻下，硅FRD的效率下降。一些國家和地區(qū)（比如歐盟、加州、澳大利亞等）對光伏微逆入網(wǎng)有效率限制，大致為95%左右，這就使得SiC-SBD成為必須的選擇。光伏微逆所用的SiC-SBD功率等級較低，應(yīng)用工況（電路環(huán)境）比較理想，對產(chǎn)品的電環(huán)境可靠性要求較低，產(chǎn)品質(zhì)量和成本都比較容易滿足要求。這是目前SiC器件廠商主要的利潤來源。一旦家庭太陽能通過政策支持等方式普及，SiC功率器件產(chǎn)業(yè)必然會有爆發(fā)性的發(fā)展。
（4）便攜式電動車充電機PFC
這個應(yīng)用考慮與光伏微逆類似，區(qū)別是對效率下限并無法規(guī)限制，但是由于占用新能源汽車空間和重量載荷的緣故，對小型輕量化的要求更迫切，所以普遍地采用SiC-SBD。相應(yīng)地，空間和質(zhì)量限制方面考慮較少的固定式充電樁，SiC-SBD的滲透率就低一些。目前電動車充電機處于一個爆發(fā)性增長階段，對國產(chǎn)SiC器件的需求很旺盛，是國內(nèi)廠商必須抓住的市場機會。