從簡單的二極管起步實現實用化
碳化硅功率元器件的開發在分為二極管和晶體管2個階段進行。二極管的結構較為簡單,易于制造。首先公布產品的是德國英飛凌科技公司(Infineon Technologies),時間為2001年。如今在日本國內,有三菱電機、羅姆等7家企業涉足該領域,包括海外在內,目前有10多家企業進入了該領域,已經推出多種產品(表1)。
另一方面,晶體管仍處于開發階段。雖然有企業宣布已經實現產品化,但似乎僅能用于部分用途。最大的問題在于其結構較為復雜,難以生產,以及成本較高。
據稱,僅將利用硅半導體制造的逆變器的二極管部分改為碳化硅,即可使能量損失削減15~30%。不光是二極管,如果將晶體管也改為碳化硅,損失可降低到50%以下。根據具體用途,有時會取得更好的效果。
例如,羅姆從今年開始生產的碳化硅功率模塊,其二極管和晶體管均使用了碳化硅,該公司稱,與原先使用硅的產品相比,可使電力損耗削減85%左右(圖6)。
碳化硅功率元器件的開發在分為二極管和晶體管2個階段進行。二極管的結構較為簡單,易于制造。首先公布產品的是德國英飛凌科技公司(Infineon Technologies),時間為2001年。如今在日本國內,有三菱電機、羅姆等7家企業涉足該領域,包括海外在內,目前有10多家企業進入了該領域,已經推出多種產品(表1)。
表1 從事碳化硅功率元件或功率元件碳化硅基板業務的主要企業 |
另一方面,晶體管仍處于開發階段。雖然有企業宣布已經實現產品化,但似乎僅能用于部分用途。最大的問題在于其結構較為復雜,難以生產,以及成本較高。
據稱,僅將利用硅半導體制造的逆變器的二極管部分改為碳化硅,即可使能量損失削減15~30%。不光是二極管,如果將晶體管也改為碳化硅,損失可降低到50%以下。根據具體用途,有時會取得更好的效果。
例如,羅姆從今年開始生產的碳化硅功率模塊,其二極管和晶體管均使用了碳化硅,該公司稱,與原先使用硅的產品相比,可使電力損耗削減85%左右(圖6)。
圖6 羅姆開發及開始量產的全碳化硅功率模塊 |