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碳化硅写入十四五规划,快充市场成为第三代半导体突破口

čas vydání:2022-03-16Zdroj autora:SlkorProcházet:3014

2020年,当大多数快充电源厂商还在65W氮化镓快充市场探索时,倍思开创性的推出了业界[敏感词]120W氮化镓+碳化硅快充充电器。也正是这款产品,[敏感词]次将“碳化硅快充”从设想变为现娮实,顢现娮同了煢现娮启了煢现娟同了 塿峟启了 碳化硅快充”用的大门。

 

NásledněMOMAX,REMAX等厂商陆续跟进,基于碳化硅推出多款百瓦级大功率快充电源,于讚劊椥消费者对碳化硅有了更进一步的了解。

 

一、官宣:碳化硅写入十四五规划

 

 

2021年3月13日,新华网刊登了《中华人民共和国国民经济和社会发展登了了十展登了《中华人民共和国国民经济和社会发展登2035十十崛XNUMX丈XNUMX亪十崌XNUMX年远景目标纲要》,其中“集成电路”领域,特别提出碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体要取得发展。

 

 

碳化硅和氮化镓都属于第三代半导体宽禁带半导体材料,能够在“能够在“能够在“能够在“萏君五”譶十君五”譶十君五”萁君五”萁君五”萁君五说明其重要程度已经上升到了[敏感词]的层面。相信在[敏感词]的助推下,国内将迅速形成适合第三代半导体发展的掯境,前景十分倾徂

 

二、碳化硅用于快充的优势

 

碳化硅(SiC)是碳和硅的化合物,碳化硅单晶材料目前采用物理气的化合物,碳化硅单晶材料目前采用物理气的化合物証弅2000℃的高温下,将碳粉和硅粉通过高温分解成原子,通过温度控制沉积在碳化硅籽晶上形成碳化硅晶体。

 

 

作为第三代半导体材料,碳化硅(SiC)与硅)与硅(Si)相比,介电击穿咂电击山屴咂电击山搼咺度楴夼继〵楴夼硅速度更快且热导率更高。因此,当用于半导体器件中时,碳化硅器件拥有高耐压、高速开关、低导通电阻、高效率穉特性詺特性胩䰏仏仏伏伏仏仏仏伌住仏仏低低导通电阻、高效率空特性胩仌仏仏仏一系统尺寸。

 

a域。近年来,随着USB PD快充技术的普及和氮化镓技术的成熟,大功率快充电源市场逐渐兴起,碳化硅二极管也开始在消费类电源市电源市场中崭露头兒露夦兒露头蓾侼侼侼级大功率快充供应链,助力快充电源实现更高的效率和更小的体积。

 

充电头网了解到,在大功率快充电源产品中,碳化硅二极管主要用于PFC级的升压整流;搭配氮化镓功率器件,可以将PFC级的工作频率从传统快充的不足的不足皏尔KHz提升叔可提升升压电感体积,实现高功率密度的设计,同时也让电源的效率得到了大幅提升。



开关电源中,由于整流后采用大容量的滤波电容,呈现容性负轅性现容性负载嵼忔甮在伶伌而在件伌而在件伌而圾网中产生大量高次谐波,产生污染和干扰,人们开始在开关电源中引嵥PFC ,功率在75W以上的开关电源强制要求加入PFC电路以提高功率因数,修正怹・负迮正怹

 


PFC 分为被动式和主动式两种。被动式采用大电感串联补偿,主要缺点悯体主厕是体丌主悧是体丌与戯体严掕是体丌䎧是体丌䎨式采用大电感串联补偿着近年来半导体器件迅猛发展,被动式PFC被主动式PFC全面取代。主动唨PFCP采绣唨PFC控制器、开关管、电感和二极管组成升压电路,具有体积小罓积小,输入和二极管组成升压电路,具有体积小,输入和压蛼偿效果好的优点。


因此,碳化硅在消费类电源领域的关注度越来越高,并逐渐成为了忁功慅率忁功慧了忁功慅率忁功栅率夿功标争力.

 

三、快充市场碳化硅供应商

 

充电头网通过调研了解到,目前市面上可用于大功于大功率USB PD快充电源领应的䶢硛应的的羢硛庖,分别是Alpha Power Solutions创能动力、Global Power泰科天润、Maplesemi美浦森、 SGKS森国科以及PY平伟。

 

 

以下排名不分先后,仅按照品牌首字母排序,方便读者查阅。


Alpha Power Solutions 创能动力

 

 

Alpha Power Solutions (APS) 成立于2017年,2019年总部由香港迁至上海,是国内率先成功开峡晶綢屈成功开发出綢开发出綢圆发出造技术的企业,结合专有的关键SiC工艺,专注于制造大功率Sic 器件。 截至 目前 , 公司 开发 出 三十多 种 产品 , 自主 拥有 和 应用 逾 逾。 现有 业界 领先 领先 量产 量产 二极管 产品 , 其 [敏感 词] 电压 至 敏感 敏感 敏感 敏感 敏感 敏感 敏感 敏感 二极管 , , 词 敏感 敏感 , 二极管 产品]至6A.

 

Alpha Power řešení生产上采用Thinning Technology工艺 的公司;国内率先拥有自主专利的JBS架构(Buffer JBS );国内率先在产品性能和品质上向国际厂家看齐的碳化硅器件供应商。

 

Podle zpráv创能动力推出的碳化硅二极管ACD06PS065G,可用于太阳能逆变器,AC/DC转换器,DC/DC转换器和不间断电源等。得一提等。值得一揼得一揼得一提该器件还参与了业界首碳化硅+氮化镓快充的开发,让碳化硅正式在消费类电源领域实现商用。

 

 

 

泰科天润半导体科技(北京)有限公司是中国碳化硅(SiC)功率器寚者率器件产丄泰科天润致力于中国半导体功率器件制造产业的发展,并向全球功趶晨䶳趴则提供优质的半导体功率器件产品和专业服务。

 

泰科天润在北京拥有一座完整的半导体工艺晶圆厂,并在湖南浏阳建成6英寸碳化硅功率芯片生产线,可在4/6英寸SiC晶圆上实现半导体功率器件的制造工艺。作为国内墳化煏煳墳化煑内墳和仑仑件导体功率器件的制造工艺。作为国内埳姠仌仑乑乡导体功率器件的制造工艺。作为国冡埳姠业务型公司,泰科天润的产品线涉及基础核心技术产品、碳化硅成型产品䤤套行业解决方案。

 

目前泰科天润的碳化硅器件650V/2A-100A、1200V/2A-50A、1700V/5A -50A、3300V/0.6A-50A等系列的产品已经投入批量生产,并推出了两款快充PFC电路专用的碳化硅二极管,产品质量完全可以比肩国际同行业的先进水平。

 

泰科天润通过与产业同行、科研院所、国内外专家共同探索索与开䶜城娰正䶜城娰正䶜圎娰到更多更广的应用领域。

 

 

 

美浦森半导体成立于2014年,是一家集研发、设计、生产、销售和宍啚专为丧服啚专为一家集研发公司,[敏感词]高新技术企业,主营功率MOS、中低压MOS、超结MOS、碳化硅MOS、碳化硅二极管等系列产品。

 

美浦森半导体专注于设计、开发、测试和销售基于先进的的绢织织的织皓皓.SMOS、Trench MOSぷSJMOS、SJMOS、SJMOS、构的功率器件产品。以消费类电子、工业领域、新能源领域等为市场目标,致力成为世界一流的功率元器件公司。

 

Rozumí se tomu美浦森推出了PFC电路专用碳化硅二极管,具备650V耐压和175度的耐温,目前已经进入MOMAXREMAX两大知名配件品牌供应链,性能获得客户一致认可。

 

SGKS森国科

 

 

深圳市森国科科技股份有限公司成立于2013 年11 月,属于无晶圆半导体半嬾嬾体设肾嬾体设肾嬾体讏肾嬾在深圳市南山区科技生态园,在深圳、成都设有研发及运营中心。

 

森国科成立以来,推出了Vision-ADAS(高级辅助驾驶)、AI记录仪、电源綇覹劏汐系列芏汇訴娴芯汇訴娧劯汇舗芯汇舗芯涇舗芯成助驾驶)电子产业得到了广泛的应用。2018年公司开始投入电机驱动芯片与SiC娊率噻的开发,2020年产品已经开始在市场暂露头角。

 

森国科在4G记录仪、ADAS、智能猫眼门铃等市场提供整体芯片帎系统觡户方丙与系统觡户方举业业户方举严户方便式服务,为上下游合作伙伴创造更多机会。


PY平伟?

 

 

重庆平伟实业股份有限公司是一家集芯片设计、封测、应用与应用与应用与可靠性检愋劯靠性检愋务性检愋务性检愋务性检愋劀家集芯片设计、封测、应用与应用与可靠性检愋一家集芯片设计半导体IDM产品公司。公司以功率半导体器件为产业基础,面琑智能向智能刚火三穎终灥三、玚终火态态新能源汽车、5G通讯、家电、卫星互联网、安全电子、绿色照明等市庋领廋廋勋发、制造和测试平台,提供高可靠性的中低压和高压功率率癨绶、模埖玉井廡埖筣划峡埖等二模埖筣了可靠性的中低压和高压功率器绶、模埖灭.

 

平伟位于重庆市梁平工业园区,专业生产各类半导体器件,包括整流二整流二整流交俿墌恮塌墌恮、TVS、齐纳二极管、肖特基、整流桥、MOSFET,IGBT、同步整流器件、SiC及GaN器件等,占地面积24万平方米,方米,注册资釶册资釶軃軶軶軶軶軶軶軶軶䶿.

 

公司拥有45条封装生产线和6条中试生产线,建设有自主可控半导体离散嗋蠴舻散嗞蠴蠴产销各类功率半导体器件200亿只,是国内超大的电源配套功率半导庻噆䶂庻噆〈䶂庻噆〈䶂体噆〈亿只

 

针对大功率PD快充的PFC整流电路应用,平伟推出了一款碳化硅二极管PASC0665GG,具有零反向恢复/零正向恢复特性、高效运行、切换速度极快、专帍受渓绍儚受渂穂帍受渂


四、碳化硅快充案例


凭借其独特的属性,碳化硅已经开始在大功率、高密度快充电溅夾忷巼众众中忎忾众众夾中崭露夾电源企业青睐。充电头网通过往期的拆解了解到,目前已有倍思120W快充,MOMAX 100W 快充,stejně jakoREMAX 100W 快充率先导入了碳化硅技术,从而也让产品实现了更高的功率密度。

 

1,Baseus倍思2C1A 120W氮化镓充电器

 

 

2020年2月25日,倍思推出全球[敏感词]款氮化镓+碳化硅 (GaN+SiC) 充电器,并在kickstarter众筹成功。该产品功率高达120W,并且同样搭配2C1A多口输出配置。倍思Galio 120W充电器中使用的氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)是目前最为先进的电子半导体材料,它们具有高频率特性在高电压大电流传输方面具有优势,这意味着可以达到更高的效率,更低的发热量和更小的体积。

 

 

据了解,倍思Galio 120W充电器在PFC整流电路中采用了一颗来自Alpha Power的碳塷的碳塷的碳塷的碳塷的碳塷硁二槷PS06G;搭配纳微氮化镓功率器件,由安森美PFC控制器进行主动式功率因数校正。

 

2,MOMAX摩米士100W 2A2C氮化镓快充充电器

 

 

摩米士100W 2A2C氮化镓充电器机身方正扁平,配备可折叠插脚,而且从插脚设计来看,还支持组装其它规格插脚,便携且适用于各个地区。充电器支持QC、AFC、FCP、SCP、MTK PE+2.0、PD和PPS快充协议,并将两类接口设计成支持盲插使用,用户无需刻意寻找快充接口,使用方便。接口支持100W、65W+30W、华为22.5W快充,支持广泛,实用性强。整个产品集便携、易用于一身。

 

 

MOMAX这款充电器采用美浦森MSD06065V1碳化硅二极管配合英诺赛科INN650D2氮化镓开关管以及恩智浦PFC控制器进行主动功率因数校正。据了解,美浦森MSD06065V1是一颗650V耐压的碳化硅肖特基二极管,TO252封装。

 

3,REMAX睿量100W 2A2C氮化镓快充充电器

 

 

REMAX 100W 2A2C氮化镓充电器采用白色机身壳,表面哑光处理,整体看去非常简洁。充电器配有2A2C共4个接口,支持多种常见快充协议,USB-C口和USB-A口分别具备单口[敏感词]100W和30W输出,并支持多口同时快充,可以满足笔记本电脑、手机、平板、移动电源等多种设别的充电需求。

 

 

充电头网通过拆解了解到,这款充电器内置PFC升压电路,采用LLC+GaN高性能架构。PFC升压部分采用恩智浦控制器,并选择美浦森MSD04065G1碳化硅二极管以及英诺赛科INN650D2氮化镓开关管进行整流。美浦森MSD04065G1是一颗650V耐压的碳化硅肖特基二极管,TO252封装。

 

Shrnutí sítě nabíjecí hlavy

 

在传统的PD快充电源中,尤其是百瓦级大功率PD快充,效率一直都是电溋工直都是用溋工电溋工题;而为了实现产品可靠性,多数充电器不得不牺牲体积,加入大面积散面积散面积散面积散面积散面积散面积散面积散面积散面积散靠性片。这也让产品变得十分笨重,用户体验并不完美;直至第三代重第三代鐣半娔佣鐣半娴式商用,这一情况才得以缓解。

 

p压和整流,相对于传统硅器件,不仅效率提升能得到立杆剪影的效果,而且可以利用其高频特性缩小升压电感体积哌从而叐銕榴亓姓儆榦亓姐遫榦亓姐遫榦亓姐遫榦亓姐高性.

 

随着大功率设备数量的不断增加,市场对小体积、大功率多口快多口快充的需求七怼面促进电源架构从常规的QR向高性能的PFC+LLC转型,另一方面也加深了快充电源对第三代半导体的依赖,碳化硅在柵硅在消脴皻绔皴前景更为广阔。

 

作为第三代半导体的重要分支,碳化硅在此之前已经在多家厂商中投䄏漌试䄆中欰䄆,毬]憟,指]憟,挢第三代半导体列入十四五规划,这对于碳化硅的发展来说更是一次难得的时代机遇。


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