英飛凌先進工藝將太陽能逆變器效率提升一倍

太陽能的轉換效率問題是制約其應用的一個巨大挑戰(zhàn)，業(yè)界正在為每一個進步而努力。日前英飛凌高管，負責銷售、市場、戰(zhàn)略和兼并的管理委員會成員Arunjai Mittal對本刊表示，英飛凌采用先進SiC工藝的JFET技術，可以將太陽能逆變器的效率提升至大于99%，大幅提升轉換效率?！澳壳皹I(yè)界采用SiC的普通二極管與IGBT方案的效率是98%，而我們新一代的JFET可提升至大于99%，這相當于減小了50%的能源損耗?！彼榻B，這一新產品已在今年7月日本的一個太陽能項目中被采用，這個項目是一個10KW的太陽能逆變器，“與傳統(tǒng)的硅MOSFET相比，SiC JFET需要專利的電流控制、驅動以及設計技巧，這些是英飛凌的強項。”他解釋，“不要小看這1%的提升，因為太陽能對效率非常敏感，這會節(jié)約巨大能源，推動太陽能的應用。”

SiC JFET已在日本的一個10KW的太陽能逆變器項目中采用。

此次采用的新款CoolSiC 1200V SiC JFET系列器件融合了英飛凌在SiC技術領域超過十年的研發(fā)經驗，具備高質量、可大量生產的特點?！坝w凌一直在SiC工藝方面走在前列?！盡ittal稱，“相對于競爭對手還在有用3.5英寸的SiC量產，我們馬上會進入6英寸的SiC量產，比如JFET就會采用6英寸的SiC工藝?！毕噍^于傳統(tǒng)的IGBT，全新的SiC JFET 大幅降低切換耗損，在不需要犧牲系統(tǒng)整體效率的同時，可應用于更高的切換頻率，因此能夠使用體積更小的無源器件，進一步縮小整體解決方案的體積與重量，并降低系統(tǒng)成本。換句話說，該解決方案能夠讓相同體積的逆變器達到更高的輸出功率。為確保常開JFET技術的安全性及使用方便性，英飛凌開發(fā)了一項名為直接驅動技術(Direct Drive Technology)的概念，應用這個概念的JEFT在外部使用了一個低壓MOSFET及專用的驅動IC，以確保系統(tǒng)能安全開啟，而且能在安全且受控制的情況下進行切換。“CoolSiC JFET采用單片集成式二極管，切換效果與外接式的SiC肖特基二極管相當。這種搭配組合使其在效率、可靠性、安全性及使用方便性上達到顛峰?！彼忉?。預計其第一批大規(guī)模量產會在明年上半年實現(xiàn)，到時中國太陽能逆變器廠商也會享用到此高效率的產品了。

除了在SiC工藝上的領先外，英飛凌在超薄晶圓片工藝上也不斷開拓，處于領先地位。作為IGBT的領軍者，英飛凌一直進行持續(xù)不斷地投資與創(chuàng)新，其中包括投資12英寸模擬晶圓廠和超薄晶圓?！拔覀兠磕暧谐^9億歐元的投入，主要是研發(fā)與生產?！盡ittal表示。IGBT由于雙面都是有源的，因此厚度決定了開關損耗，英飛凌的超薄晶圓技術不斷提升，目前已開發(fā)出70μm厚度的晶圓(300mm)，將開關損耗降至最低，而根據(jù)英飛凌的Roadmap，未來晶圓將進一步縮減至40μm?！跋鄬?，對手的IGBT還在采用120μm的晶園?！彼f。

先進的SiC工藝和超薄晶圓是英飛凌提升功率器件效率的兩條途徑，至于大家談論較多的GaN工藝，Mittal表示，英飛凌會保持研發(fā)與跟蹤，也提供小批量生產，但是基于目前的成本太高，還不適合于大規(guī)模量產。英飛凌會持續(xù)對以上兩個工藝進行投資，推動功率器件的創(chuàng)新。這里有還一個重要信息要公示一下，也就是從今年十月一日開始，現(xiàn)任CEO Peter Bauer將由于身體健康方面的原因退休，新的CEO為在英飛凌服務多年的Reinhard Ploss博士，并會繼續(xù)將高能效、交通與安全作為英飛凌發(fā)展的三大重點領域。