在碳化矽（SiC）技術的應用中，許多工程師對SiC的性能評估存在誤解，尤其是對「單位面積導通電阻（R）」的理解。sp）”和“高溫漂移”的問題。作為碳化硅為何選擇英飛凌在這系列文章中，本文將繼續為您揭開這些迷思的真相。誤區一見：碳化矽為何選擇英飛凌？—— 溝槽柵技術可靠性的真相），並介紹英飛凌如何透過技術創新應對這些挑戰。
常見誤區2：
SiC 的性能主要取決於單位面積導通電阻 Rsp電阻越小，產品越好。
與平面柵相比，溝槽柵SiC的電阻在高溫下漂移更大，這是否會影響可靠性？
01. 多元化的性能評價更加全面。
Rsp並非唯一評價標準
雖然Rsp越小，導通損耗越低，但SiC元件的終極目標是長期可靠地實現更高效率的能源轉換因此，除了導通損耗，開關損耗、封裝技術、穩健性和可靠性同樣重要。
開關損耗的重要性
晶片本身的損耗，主要取決於開關損耗和導通損耗。在不同的應用中，這兩種損耗的比例差異非常大。在高頻硬開關應用中，開關損耗的比例可能等同於甚至超過導通損耗。英飛凌的第二代SiC技術，不僅在R...句子：sp在性能方面處於領先地位，開關損耗也是業界最低的。（見對比圖）
封裝技術的優化
英飛凌原創的.XT超級擴散焊技術，取代了傳統焊料層，顯著降低了30%的結殼熱阻，在應用中可提升15%的輸出能力。此外，英飛凌模組的雜散電感設計也得到了優化，減少了尖峰電壓的衝擊與震盪。
穩健性和可靠性
魯棒性，指的是在極端動態工況下的性能表現（如長期滿載、長期戶外等惡劣環境）。英飛凌的SiC產品已經在光伏等戶外場景中經過超過十年以上的長期驗證。
可靠性是指長期工作的穩定性和使用壽命。英飛凌採用了更為嚴苛、超越業界JEDEC標準的可靠性測試標準，並額外引入了篩選閘極氧化層缺陷的高效測試方法，從而最大化地保障了英飛凌產品的可靠性。
（關於可靠性的深入解讀，請參考碳化矽為何選擇英飛凌系列文章一）
02.高溫漂移的真相
溝槽柵SiC的導通電阻在高溫下漂移更大，這是否會影響可靠性？
SiC材料的物理特性：
SiC 的導通電阻（Rdson在構成中，有兩個重要的參數：溝道（Channel）電阻和外延層+JFET（Drift+JFET）電阻。外延層和JFET電阻會隨著溫度升高而增加，這是SiC材料的物理特性。
溝槽柵的溫度特性：
溝槽柵的溝道電阻經過優化，電子就像在高速隧道中行駛，溝道電阻占比更小，因此外延層電阻占比更大，導致Rdson隨著溫度升高而上升的現象更顯著。這種正溫度特性並不影響元件的可靠性。
平面柵的溫度特性：
平面柵的水平溝道缺陷率較高，電子在通過時容易被捕獲，但隨著溫度升高，電子的捕獲-釋放過程更加活躍，導致溝道電阻隨溫度上升而下降，補償了外延層電阻的上升。這種溫度漂移不明顯的背後，其實只是兩種電阻溫度特性相互抵消後的表現而已。這恰恰證明了，平面柵的水平溝道缺陷對導通性能的影響是客觀存在的，這也會對碳化矽產品的可靠性產生隱患。
從平面柵廠家的最新發布數據中，平面柵的最新一代技術也在不斷優化溝道電阻，優化後的平面柵，也被發現其最新技術的溫度漂移會比上一代更明顯。伴隨更多的碳化矽器件廠家開始轉向溝槽柵Trench技術，導通電阻的溫度漂移現象會越來越常見。
理解溫度漂移本身只是理解了參數現象，最終我們還是要解決客戶的實際使用問題。為了方便客戶設計，英飛凌CoolSiC™ MOSFET G2的規格書可以提供高溫下導通電阻的最大值，讓客戶的設計減少不必要的降額設計，從而充分利用元件的最大性能。
結論
SiC性能評估原則是多方面的，包括開關損耗、導通損耗、封裝熱阻/寄生電感、穩健性以及可靠性等。
高溫漂移現象反映了SiC的物理特性，英飛凌為用戶提供全面完善的設計參數，便於更高效地發揮元件性能。
致力於節能減排，共創零碳未來
高品質就是低成本，低品質就是高成本這是我近期從國內一家大客戶那裡學到的產業洞察。真正能夠穿越週期的高能效碳化矽技術，其底層邏輯離不開值得信賴的高可靠性和高品質。高品質才是高能效，高性價比離不開高可靠性。
不是因為有希望所以才堅持，而是因為堅持才能看到希望。英飛凌秉持長期主義，並致力於成為低碳化轉型時代的領導者。首選零碳技術創新夥伴為了達成這個目標，英飛凌不斷迭代優化產品設計，並於2024年推出了第二代Gen 2 CoolSiC™ MOSFET。除了延續英飛凌一貫的高可靠性標準，這一代產品更能適應多元化的評價體系。Gen 2的Rdson*A持續降低，開關損耗進一步優化，最高結溫達到200℃，並採用了先進的.XT封裝技術，抗短路能力達到2微秒，綜合性能更上一層樓。接下來我們將推出一系列文章來介紹Gen 2 CoolSiC™ MOSFET的性能及應用，敬請期待。
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