碳化硅(sic)功率半导体材料碳化硅专利分析在去年十二月

在去年十二月，电装宣布，作为其实现低碳社会努力的一部分，其配备了高质量的碳化硅(SiC)功率半导体的最新型号升压功率模块已开始量产，并被用于于2020年12月9日上市的丰田新Mirai车型上。
在介绍中， DENSO表示，公司开发了REVOSIC技术，旨在将SiC功率半导体（二极管和晶体管）应用于车载应用。他们指出，碳化硅是一种与传统硅（Si）相比在高温、高频和高压环境中具有优越性能的半导体材料。因此，在关键器件中使用SiC以显着降低系统的功率损耗、尺寸和重量并加速电气化引起了广泛关注。
2014年， DENSO推出了一款用于非汽车应用的SiC晶体管，并将其商业化用于音频产品。DENSO继续对车载应用进行研究， 2018年，丰田在其Sora燃料电池巴士中使用了车载SiC二极管。
现在， DENSO开发了一种新的车载SiC晶体管，这标志着DENSO首次将SiC用于车载二极管和晶体管。新开发的SiC晶体管在车载环境中提供高可靠性和高性能，这对半导体提出了挑战，这要归功于DENSO独特的结构和加工技术，应用了沟槽栅极MOSFET 。搭载SiC功率半导体（二极管、晶体管）的新型升压功率模块与搭载Si功率半导体的以往产品相比，体积缩小约30% ，功率损耗降低约70% ，有助于实现小型化。升压电源模块，提高车辆燃油效率。
DENSO表示，公司将继续致力于REVOSIC技术的研发，将技术应用扩展到电动汽车，包括混合动力汽车和纯电动汽车，从而助力建设低碳社会。
【碳化硅(sic)功率半导体材料碳化硅专利分析】近日， DENSO在一篇新闻稿中指出，功率半导体就像人体的肌肉。它根据来自ECU（大脑）的命令移动诸如逆变器和电机（四肢）之类的组件。车载产品中使用的典型功率半导体由硅(Si)制成。相比之下，碳化硅在高温、高频和高压环境中具有卓越的性能，有助于显着降低逆变器的功率损耗、尺寸和重量。因此， SiC器件因其加速车辆电气化而受到关注。
电装指出，与采用硅功率半导体的传统产品相比，采用公司碳化硅功率半导体的升压功率模块体积缩小了约30% ，功率损耗降低了70% 。这就可以让产品变得更小，车辆燃油效率得到提高。
电装工程师也表示，与硅相比，碳化硅的电阻低，因此电流更容易流动。由于这种特性，一个原型SiC器件被突然的大电流浪涌损坏。为此电装的多部门合作讨论如何在充分利用SiC的低损耗性能的同时防止损坏市场上的设备，并以一个我们部门无法单独提出的想法解决了这个问题：使用特殊的驱动器IC高速切断电流。
碳化硅专利：电装排第五
据日经报道，日美企业垄断了新一代半导体材料碳化硅（SiC）相关专利的前5位。从事专利分析的日本PatentResult公司的统计显示，涉足碳化硅半导体基板的美国科锐（Cree)排在首位，第2～5位是罗姆和住友电气工业等日本企业。

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根据截至7月29日发布的美国专利数据，通过数量和关注度计算了分数。碳化硅被用作替代现有的硅半导体基板材料，有助于提高功率半导体的性能和节能化。在纯电动汽车（EV）和光伏发电系统的逆变器等领域，碳化硅的应用范围不断扩大。在脱碳化社会之下，需求有望扩大。
PatentResult的分析显示，排在首位的美国科锐在碳化硅基板和结晶化的专利方面具有优势。第2位的罗姆和第5位的电装在降低电力损耗方面有优势，第3的住友电工强于碳化硅的结晶结构，第4的三菱电机在半导体器件结构方面有优势。