碳化硅为何选择英飞凌？—— SiC MOSFET性能评价的真相

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在碳化硅（SiC）技术的应用中，许多工程师对SiC的性能评价存在误解，尤其是关于“单位面积导通电阻（R）”的理解。sp）”和“高温漂移”的问题。作为碳化硅为何选择英飞凌的系列文章，本文将继续为您揭开这些误区的真相误区一见：碳化硅为何选择英飞凌？—— 沟槽栅技术可靠性的真相），并介绍英飞凌如何通过技术创新应对这些挑战。

常见误区2：

SiC的性能主要取决于单位面积导通电阻Rsp电阻越小，产品越好。

与平面栅相比，沟槽栅SiC的电阻在高温下漂移更大，这是否会影响可靠性？

01.多元化的性能评价更加全面。

Rsp并非唯一评价标准

虽然Rsp越小，导通损耗越低，但SiC器件的终极目标是长期可靠地实现更高效率的能源转换因此，除了导通损耗，开关损耗、封装技术、鲁棒性和可靠性同样重要。

开关损耗的重要性

芯片自身的损耗，主要取决于开关损耗和导通损耗。不同的应用中，两种损耗的比例非常不同。在高频硬开关应用中，开关损耗的占比等同于甚至可能超过导通损耗。英飞凌的第二代SiC技术，不仅在R...句子：sp在性能方面处于领先地位，开关损耗也是行业内最低的。（见对比图）

封装技术的优化

英飞凌原创的.XT超级扩散焊技术，取代了传统焊料层，显著降低了30%的结壳热阻，在应用中可提升15%的输出能力。此外，英飞凌模块的杂散电感设计也得到了优化，减少了尖峰电压的冲击与震荡。

鲁棒性和可靠性

鲁棒性，指的是在极端动态工况下的性能表现（如长期满载、长期户外等恶劣环境）。英飞凌的SiC产品已经在光伏等户外场景中经过超过十年以上的长期验证。

可靠性是指长期工作的稳定性和使用寿命。英飞凌采用了更为严苛、超越行业JEDEC标准的可靠性测试标准，并额外引入了筛选栅极氧化层缺陷的高效测试方法，从而最大化地保障了英飞凌产品的可靠性。

（关于可靠性的深入解读，请参考碳化硅为何选择英飞凌系列文章一）

沟槽栅的沟道电阻经过优化，电子就像在高速隧道中行驶，沟道电阻占比更小，因此外延层电阻占比更大，导致Rdson随温度升高而上升的现象更显著。这种正温度特性并不影响器件的可靠性。

平面栅的温度特性：

平面栅的水平沟道缺陷率较高，电子在通过时容易被捕获，但随着温度升高，电子的捕获-释放过程更加活跃，导致沟道电阻随温度上升而下降，补偿了外延层电阻的上升。这种温度漂移不明显的背后，其实只是两种电阻温度特性相互抵消后的表现而已。它恰恰证明了，平面栅的水平沟道缺陷带给导通性能的影响是客观存在的，这也会对碳化硅产品的可靠性产生隐患。

从平面栅厂家的最新发布数据中，平面栅的最新一代技术也在不断优化沟道电阻，优化后的平面栅，也被发现其最新技术的温度漂移会比上一代更明显。伴随更多的碳化硅器件厂家开始转向沟槽栅Trench技术，导通电阻的温度漂移现象会越来越常见。

理解温度漂移本身只是理解了参数现象，最终我们还是要解决客户的实际使用问题。为了便于客户设计，英飞凌CoolSiC? MOSFET G2的规格书可以提供高温下导通电阻的最大值，让客户的设计减少不必要的降额设计，从而用足器件的最大出力。

结论

SiC性能评价原则是多方面的，包括开关损耗、导通损耗、封装热阻/寄生电感、鲁棒性以及可靠性等。

高温漂移现象反映了SiC的物理特性，英飞凌为用户提供全面完善的设计参数，便于更高效地发挥器件性能。

致力节能减排，共达零碳未来

高质量就是低成本，低质量就是高成本这是我近期从国内一家大客户那里学习到的产业洞察。真正能够穿越周期的高能效碳化硅技术，其底层逻辑离不开值得信赖的高可靠性和高质量。高质量才是高能效，高性价比离不开高可靠性。

不是因为希望所以才坚持，而是因为坚持才能看到希望英飞凌秉持长期主义，并致力于成为低碳化转型时代的领导者。首选零碳技术创新伙伴为了达到这一目标，英飞凌不断迭代优化产品设计，2024年推出了第二代Gen 2 CoolSiC? MOSFET。除了保持英飞凌一贯以来的高可靠性标准，这一代产品更适应多元化的评价体系。Gen 2的Rdson*A持续降低，开关损耗进一步优化，最高结温达到200℃，并采用了先进的.XT封装技术，抗短路能力达到2微秒，综合性能更上一层楼。接下来我们将会有一系列文章来介绍Gen 2 CoolSiC? MOSFET的性能及应用，敬请关注。