SiC相对于传统Si的优势如何
碳化硅(sic)技术已达到临界点，即不可否认的优势推动技术快速采用的状态。
如今，出于多种原因，希望保持竞争力并降低长期系统成本的设计人员正在转向基于sic的技术，其中包括：
降低总拥有成本：基于sic的设计虽然需要前期投资，但可以通过能源效率、更小的系统尺寸和可靠性来降低系统成本。
克服设计挑战：sic的特性使设计人员能够开发出运行温度更低、开关速度更快且工作电压更高的更小型器件。
提高可靠性和性能：借助更小、更冷的设备，设计人员可以自由地做出更具创新性的设计选择，更容易满足市场需求。
当今大多数电子产品都依赖于金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)，该晶体管于1959年由贝尔实验室发明，并在20世纪60年代初得到广泛采用。mosfet通过改变施加在栅极端子上的电压来控制器件沟道的电导率，从而实现信号放大或开关和功率处理。
硅(si)仍被用作构建mosfet的主要材料，但当今的设备性能需求正在将si技术推向材料极限。
sic相对于传统si的优势
自从马力意味着能源的使用及其从来源到最终应用的转换一直是发展的主题，而犁的设计对于准备播种所需的天数至关重要。
今天，我们更多地考虑从发电机输出到许多应用的最终电压的电能和功率转换，无论是用于处理器的0.6vdc、用于工业电机驱动的24vdc至500vac还是用于为电动汽车电池充电的400vdc。转换过程总是使用功率半导体开关，几十年来，硅基类型以si-mosfet和igbt的形式一直占据主导地位。
这些开关的损耗使其效率低于sic。减少电力浪费和热量是最大限度降低运营成本和实现能源效率的首要关注点。
近年来，sic和氮化镓(gan)等硅替代材料已变得可行。两者都具有能够逐步提高功率转换效率的特性。这些宽带隙器件并不是硅的简单替代品。应用电路设计必须匹配才能充分发挥性能优势。（图1显示了材料之间的主要区别。）
si、sic和gan–传导损耗
si-igbt具有几乎恒定的导通状态集电极-发射极饱和电压，该电压随着集电极电流而产生传导损耗。si-mosfet具有导通电阻，因此功耗为i.r(on)2（记为：），这在高电流水平下可能会令人望而却步。
在低电压和中低功率下，具有低r(on)的si-mosfet的传导损耗比igbt更小。sic和gan材料的临界击穿电压比si高得多，因此可以实现更薄的漂移层和更高的掺杂浓度。这使得给定芯片面积和额定电压的导通电阻更低，通过降低功率损耗提供更高的效率。
此外，sic的导热率是si的三倍以上，因此可以在相同的温升下使用更小的芯片。sic和gan还具有更高的最大工作温度、限制器件应力，从而比si提高了效率。
si、sic和gan–开关损耗
高转换器开关频率是一个理想的特性，因为相关组件（特别是磁性元件）可以更小，从而产生小型化优势并节省成本。然而，所有器件的开关损耗都与频率成正比。由于“尾电流”、必要的缓冲器以及高器件电容的充电/放电造成的功率损耗，igbt很少在20khz以上运行。si-mosfet可以以数百khz的频率进行开关，但随着频率上升，能量损失、存储在输出电容(eoss)中的能量以及流向输出电容的循环电流将成为限制因素。sic和gan提供更高的电子饱和速度和更低的电容，在更快的开关速度和更低的功率损耗方面提供了巨大的优势。
当导电沟道反向偏置时，“第三象限”器件的特性也很重要。例如，当通过半桥驱动感性负载时就会发生这种情况（参见图2）。igbt不会反向导通，因此需要反并联二极管，该二极管必须是具有低电压降的快速恢复类型。si和sic-mosfet具有固有的快速体二极管，但可以通过其通道反向传导，损耗低，并且在通过栅极导通时无反向恢复效应。
即使mosfet在第三象限导通时主动导通，体二极管也会在两个开关均关闭时导通一小段时间，以防止通过半桥的直通电流。当体二极管导通时，这就是所谓的“死区时间”，由于相对较高的正向压降和二极管开关所需的反向恢复而导致额外的功率损耗。sic和gan的过渡时间更快，可以缩短死区时间和相关损耗。
无锡国晶微半导体技术有限公司是宽禁带第三代半导体碳化硅sic功率器件、氮化镓gan光电器件以及常规集成电路研发及产业化的高科技创新型企业，从事碳化硅场效应管，碳化硅肖特基二极管、gan光电光耦继电器、单片机集成电路等产品芯片设计、生产与销售并提供相关产品整体方案设计配套服务，总部位于江苏省无锡市高新技术开发区内，并在杭州、深圳和香港设有研发中心和销售服务支持中心及办事处。
公司具有国内领先的研发实力，专注于为客户提供高效能、低功耗、低阻值、品质稳定的碳化硅高低功率器件及光电集成电路产品，同时提供一站式的应用解决方案和现场技术支持服务，使客户的系统性能优异、灵活可靠，并具有成本竞争力。
公司的碳化硅功率器件涵盖650v/2a-100a，1200v/2a-90a，1700v/5a-80a等系列，产品已经投入批量生产，产品完全可以对标国际品牌同行的先进品质及水平。先后推出全电流电压等级碳化硅肖特基二极管、通过工业级、车规级可靠性测试的碳化硅mosfet系列产品，性能达到国际先进水平，应用于太阳能逆变电源、新能源电动汽车及充电桩、智能电网、高频电焊、轨道交通、工业控制特种电源、国防军工等领域。由于其具有高速开关和低导通电阻的特性，即使在高温条件下也能体现优异的电气特性，大幅降低开关损耗，使元器件更小型化及轻量化，效能更高效，提高系统整体可靠性，可使电动汽车在续航里程提升10%，整车重量降低5%左右，并实现设计用充电桩的高温环境下安全、稳定运行。
特别在高低压光耦半导体技术方面更是拥有业内领先的研发团队。在国内创先设计开发了28nm光敏光栅开关pvg芯片技术，并成功量产应用于60v、400v、600v高低压、低内阻、低电容的光电耦合继电器芯片、涵盖1500kvrms sop超小封装及3750kvrms隔离增强型常规smd、dip等不同封装，单路、双路、混合双路、常开常闭等电路产品，另包括200v soi mos/ligbt集成芯片、100v cmos/ldmos集成芯片、8bit及32bit单片机等集成电路产品，均获得市场及各重点科研单位、检测机构的新产品认定。
公司核心研发团队中大部分工程师拥有硕士及以上学位，并有多名博士主持项目的开发。公司建立了科技创新和知识产权管理的规范体系，在电路设计、半导体器件及工艺设计、可靠性设计、器件模型提取等方面积累了众多核心技术，拥有多项国际、国内自主发明专利。
“国之重器，从晶出发，自强自主，成就百年”是国晶微半导体的企业目标，我们为员工提供精彩的发展空间，为客户提供精良的产品服务，我们真诚期待与您携手共赢未来。
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si-igbt具有几乎恒定的导通状态集电极-发射极饱和电压，该电压随着集电极电流而产生传导损耗。si-mosfet具有导通电阻，因此功耗为i.r(on)2（记为：），这在高电流水平下可能会令人望而却步。
在低电压和中低功率下，具有低r(on)的si-mosfet的传导损耗比igbt更小。sic和gan材料的临界击穿电压比si高得多，因此可以实现更薄的漂移层和更高的掺杂浓度。这使得给定芯片面积和额定电压的导通电阻更低，通过降低功率损耗提供更高的效率。
此外，sic的导热率是si的三倍以上，因此可以在相同的温升下使用更小的芯片。sic和gan还具有更高的最大工作温度、限制器件应力，从而比si提高了效率。
si、sic和gan–开关损耗
高转换器开关频率是一个理想的特性，因为相关组件（特别是磁性元件）可以更小，从而产生小型化优势并节省成本。然而，所有器件的开关损耗都与频率成正比。由于“尾电流”、必要的缓冲器以及高器件电容的充电/放电造成的功率损耗，igbt很少在20khz以上运行。si-mosfet可以以数百khz的频率进行开关，但随着频率上升，能量损失、存储在输出电容(eoss)中的能量以及流向输出电容的循环电流将成为限制因素。sic和gan提供更高的电子饱和速度和更低的电容，在更快的开关速度和更低的功率损耗方面提供了巨大的优势。
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