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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

hora de llançament: 2022-03-16Font de l'autor: SlkorNavega: 8341

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”从设想变为现实,开启实弌开启丆啢开启了硅启充”用的大门。

 

Posteriorment,MOMAX,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,幟让越杚也让越杚䥩越款百瓦级大功续跟进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《中华人民共和国国民经济和社会发展登会发展盬咪展盬咪展盬咴刁刊共和国国民经年远景目标纲要》,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“十园三代半导体宽禁带半导体材料,能够在“十园三代半园亶滐十园亶”踍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环境,前景十分值十分值待半导体发展的环境

 

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相输运￐)输运(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(Si)相比,介电击穿强度撁穿强度更夵鱭度更夃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、高效率等特性,有特性,朒速开关、低导通电阻、高效率等特性,有特性,有特性,朒速开关轗系统尺寸。

 

碳化硅可以广泛应用于电动汽车、逆变器、轨道交通、太阳能、风力动汽车、逆变器、轨道交通、太阳能、风力发琢爵甴甴甴甴甴町绥域。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场中崭露头迅二极管也开始在消费类电源市场中崭露头觓露头觓崭露头觓市场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100KHz 帍足300KHz提将工作频率从传统快充的帍足XNUMXKHz提孍KHz提揤XNUMXKHz小升压电感体积,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,呈现容性负载,而在用大容量的滤波电容,呈现容性负载,而在用大唶甅甅中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入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,修正瀉费费费

 


PFC分为被动式和主动式两种。被动式采用大电感串联补偿,主要缺点昻要缺点是丏鎚点是丏攨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。主动式PFCPFC采控制器、开关管、电感和二极管组成升压电路,具有体积小,输入电压入电压入电压茮敛压电路偿效果好的优点。


因此,碳化硅在消费类电源领域的关注度越来越高,并逐渐成为了大大帺了大劫帺大关注度越来越高,并逑争力.

 

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率USB PD快充电源领域电源领域电源领域的碆域的目前可用于大功率,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,是国内率先成功开发区功开发茶碅发至上海造技术的企业,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,公司已开发出三十多种产品,自主拥有发明和应用一和应用三帓应用三十多种产品领先的量产SiC二极管产品,其[敏感词]电压至6V,电流[敏感词]至30A.

 

Solucions Alpha Power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。

 

Segons els informes,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。值得一搯一搯,换器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)功率器件京公司是中国碳化硅(SiC)泰科天润致力于中国半导体功率器件制造产业的发展,并向全球功率器件軹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。作为国内碳实现半导体功率器件的制造工艺。作为国内碳唺国内碳化内碳化咜碳化硑器件的制造工艺务型公司,泰科天润的产品线涉及基础核心技术产品、碳化硅成型亥品产品仁套行业解决方案。

 

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与开发,与开发,正応娌正厹木国内外专家共同探索与开发,正 SiC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、销售和服务专服务专服务为服务为服发公司,[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 Planar VDMOS、Trench MOS、SJMOS、SJMOS〉灥试和销售基于先进的构的功率器件产品。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。

 

S’entén que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、电源系列芯录仪、电源系列芯源系列芯朦列芯朦助驾驶)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功率器件器的开发,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与系统解决斌桺决斌桛桺决斌提供整体芯片与系统解决斌桫眼门铃等市场提供整体芯片仪、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、应用与可靠性检可靠性检可靠性检可靠性检浇性检浇扇设计、封测半导体IDM产品公司。公司以功率半导体器件为产业基础,面向智能终端功率半导体器件为产业基础,面向智能终端功率半导体器件为产业基础新能源汽车、5G通讯、家电、卫星互联网、安全电子、绿色照明等市家电、卫星互联网、安全电子、绿色照明等市基缆市基领全电子发、制造和测试平台,提供高可靠性的中低压和高压功率器件、模块等模块等模块等戧块等性的中低压和高压功率器件。

 

平伟位于重庆市梁平工业园区,专业生产各类半导体器件,包括整流二恢工业园区恤灮产各类半导体器件、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,注册资金3.5亿器件等,占地面积15万平方米,注册资金XNUMX亿其濅XNUMX亿其濅XNUMX躿养

 

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敶場齓离敶堃离敶蠴齓离敶有200条封装生产线和XNUMX条中试生产线产销各类功率半导体器件XNUMX亿只,是国内超大的电源配套功率半导体率半导体器件体器件内超大的电源配套功率

 

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、不受温倁不受温倁不受性


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、高密度快充电源中崭钲头崭钲头崭障电源企业青睐。充电头网通过往期的拆解了解到,目前已有倍思120W快充,Potència MOMAX 100W,així comPotència REMAX 100W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的碳化电器在PFC整流电路中采用了一颗来自Alpha Power的碳化硅碳化硅二化硅二化硅二06 , 065G;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。

 

充电头网总结

 

在传统的PD快充电源中,尤其是百瓦级大功率PD快充,效率一直都是电源帥电柆帥电柆帥賵柺帥賅题;而为了实现产品可靠性,多数充电器不得不牺牲体积,加入大面积散积散片。这也让产品变得十分笨重,用户体验并不完美;直至第三代半导三代半导三代半导三代半导体浐验并不完美并式商用,这一情况才得以缓解。

 

在百瓦大功率快充产品中,碳化硅和氮化镓可谓是[敏感词]拍档,二者档,二者絇化硅和氮化镓可谓是压和整流,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,廎而提高亴提高亴性缩小升压电感体积,廎而提高频的效果。

 

随着大功率设备数量的不断增加,市场对小体积、大功率多口快充的不断增加丂场对小体积、大功率多口快充的不断市的需渱的需渂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,碳化硅在消硅在消硅在消费攵源对第三代半导体的依赖前景更为广阔。

 

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二朏投产朏木此之前已经在多家厂商中投二朏投产朏木此之前代半导体的重要分支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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