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新品发布丨“芯见未来”—蓉矽碳化硅新品发布会圆满结束
[ 来源:蓉矽半导体  时间:2022-07-04  阅读:573次 ]

6月30日,蓉矽半导体以“线下发布会+线上同步直播”的形式,举办了“芯见未来”产品发布会,发布了其自主开发的NovuSiC® EJBS™和理想硅基MCR®二极管系列,充分展示了蓉矽独立自主研发能力和产品实力。

SiC器件新里程碑 力争实现国产替代

蓉矽半导体成立于2019年12月,是四川省首家专注于SiC功率器件设计与开发的企业,拥有一支由中国大陆、中国台湾、日本以及欧洲SiC核心技术人才组成的国际化团队,已经建立了从原材料、外延、晶圆制造与封装测试均符合IATF16949质量管理标准的完整供应链。

在本次发布会上,蓉矽半导体总经理戴茂州首先代表公司发表致辞。他说,蓉矽的公司座右铭是“较真”,这是蓉矽与众不同之处。“无论是对接客户需求,还是设置器件的电参数,我们都非常认真地对待,产品就像我们的孩子,在整个产品的开发过程中,我们灌注很多的心力。而且我们的产品开发哲学也不大一样,我们是从客户的应用场景和应用需求出发,来定义产品的各种特性,我们不做通用型产品。”

蓉矽致力于开发世界一流水平的车规级SiC器件,同时提供配套应用解决方案,力争实现进口替代的目标。戴茂州表示,“可靠性是功率器件的关键,是历经时间恒久不变的品质。为了实现产品的高可靠性,我们正在建立‘零缺陷’的车规级质量体系,正因为如此,我们SiC器件第一版流片就可以达到超过90%的良率,这在半导体行业是非常高的荣誉。”

本次发布会,蓉矽正式发布了1200V NovuSiC® EJBS™,并预告了新一代SiC MOSFET的开发进展和发布时间。戴茂州说,无论在性能,还是性价比上,蓉矽的新产品都位于国内外第一梯队,这是蓉矽半导体多年研发的结晶,进一步丰富了公司的产品系列,彰显了公司在国内SiC领域的竞争力,是公司SiC研发的里程碑之一。

同时,他认为,在全球“双碳”政策的驱动下,SiC功率器件未来将广泛应用于新能源汽车、充电桩、工业电源、光伏逆变、风力发电、UPS、通信电源等大功率、高频、高效率领域。而蓉矽作为提供绿色节能技术的企业之一,公司将全力支持国家实现节能减排和“双碳”目标,贡献自己应尽的力量。而在下游需求不断扩大的态势下,蓉矽的SiC器件将以国际先进的性能和高可靠性,满足诸多目标应用的需求,公司未来的发展前景也将会愈发广阔。

蓉矽的SiC器件主要由中国台湾的汉磊代工,据了解,蓉矽是汉磊众多SiC客户中,少数能够实现SiC MOSFET量产的企业之一。

会上,汉磊科技股份有限公司大中华区销售总监程泰庆通过视频方式,向蓉矽产品发布表示祝贺。程泰庆认为,在新能源汽车、数据中心和光伏等市场的推动下,SiC功率器件需求将大幅增长,为了让蓉矽等客户能够从容应对下游用户日益增长的产品需求,汉磊目前正在加大产能扩张力度,2022年的6英寸SiC代工产能将达到2000片/月,预计2023年将达到4000片/月,到2024年再扩大至5500片/月。                                             

NovuSiC® EJBS™:浪涌电流超11倍 建立“零缺陷”质量管理体系

目前,蓉矽有两个SiC系列产品,分别为高性价比的“NovuSiC®”和高可靠性的“DuraSiC®”系列,涵盖NovuSiC® EJBS™和NovuSiC® MOSFET。

会上,蓉矽半导体副总经理高巍发表了新品专题报告,介绍了最新的自主开发的NovuSiC® EJBS™和MCR®产品。

第一款亮相的新产品是NovuSiC® EJBS™。高巍主要围绕NovuSiC®产品的开发历程、NovuSiC®产品的性能与特点、NovuSiC®与国内外竞品的对比、NovuSiC® EJBS™产品的可靠性与品质等方面展开介绍。

据介绍,SiC JBS是结合了PIN和SBD的复合结构,蓉矽半导体通过优化的工艺设计,开发了NovuSiC® EJBS™(Enhanced Junction Barrier Schottky Diode)产品,在不增加工艺复杂度的同时,获得了等同于MPS的高抗浪涌电流能力。

据了解,2020年11月,蓉矽就完成了1200V/20A NovuSiC® EJBS™的第一次工程投片,良率超过了90%。但为了“较真”,蓉矽在技术上继续精益求精,2021年5月又进行了第二次工程投片,工艺和设计继续得到优化。但是蓉矽仍不满意,直到2022年1月,NovuSiC® EJBS™正式实现量产。

这次量产的1200V、20A NovuSiC® EJBS™拥有11倍以上的抗浪涌电流能力,具有更优异的鲁棒性,而且在20A时,VF仅有1.37V,且漏电极低(2μA)。此外,其反向击穿和高温漏电均显示了优异的性能,可承受288W的功率,最大26A的电流。

相比国内外竞品,蓉矽的NovuSiC® EJBS™在导通压降、反向漏电及温度稳定性等方面展示出优良特性,而且更具性价比。

发布会上,蓉矽特别强调了他们的产品可靠性保障措施。

为确保SiC晶圆出厂质量与可靠性达到行业最高标准,蓉矽出品的产品都严格的执行AEC-Q101标准,并在此基础上创造性的提出了公司内部的AEC-Q101+标准,称之为 NovuSuperior。此外,针对SiC材料缺陷导致的潜在失效,尤其在晶圆CP测试不能筛选出来的情况下,蓉矽率先联合国内设备厂商共同开发WLTBI(Wafer-Level Test & Burn-in)测试系统,以实现晶圆端的高品质。

戴茂州表示,“让产品的性能数据说话,让产品的稳定质量与稳定供货说话,让蓉矽成为一家值得客户信赖的国产SiC器件公司是我们的行为标杆与使命。”

具体来说,蓉矽在可靠性方面做了4个方面的工作:

建立“零缺陷”的可靠性企业文化;

建立汽车级电子器件可靠性与质量管理体系,包括IATF16949:2016质量管理标准体系、AEC-Q101器件可靠性验证体系、ISO 26262 汽车安全标准;

建立了蓉矽独有的NovuStandard及NovuSuperior超业界标准(AEC-Q101+);

严格遵守DfR (Design for Reliability)开发流程。

二代SiC MOS良率超过91.2%  大幅降低电阻和栅极电荷

本次发布会,蓉矽还提前“曝光”了他们最新的第二代NovuSiC® MOSFET。

根据蓉矽官网,2021年5月,蓉矽第一代1200 V/75 mΩ的平面栅NovuSiC® MOSFET实现了第一次工程流片,良率高达91.2%,并于2021年10月实现了量产。这款NovuSiC® MOSFET的阈值电压的典型值为2.5V,导通电阻的典型值为62mΩ,Ron,sp为3.85mΩcm²。

该产品的特点包括:低开关损耗、高短路耐受时间>3µs、高雪崩耐量、175℃最高工作结温,可以应用在更高频的环境,从而大幅降低外围电路电感、电容、滤波器和变压器的尺寸,提高系统整体功率密度,降低系统总成本。

在可靠性方面,蓉矽第一代NovuSiC® MOSFET产品正在进行AEC-Q101相关的可靠性验证。

据高巍介绍,蓉矽的第二代NovuSiC® MOSFET基于更先进的工艺制程与更优异的设计,相较于第一代产品,其比导通电阻得到大幅下降,不但获得了更高的性价比,同时也改善了器件动态特性,获得了更低的开关损耗。

相比第一代产品,蓉矽的第二代NovuSiC® MOSFET的Ron,sp降低了24%,Qg降低了25%。

蓉矽表示,他们第二代NovuSiC® MOSFET已经实现了流片,很快就会对外发布。此外,他们还将继续加大研发投入,继续研发1700V、3300V 车规级SiC二极管、SiC MOSFET和SiC模块,以便满足市场对高性能、高可靠性的新能源汽车及高端工业领域功率半导体器件需求。

硅基二极管实现nA级性能  高温耐压超越同类产品

除了SiC器件,蓉矽还发布了高结温、超低漏电、低导通压降和高结温性能稳定的理想硅基二极管MCR®(MOS-Controlled Rectifier)。

会上,高巍还特别介绍了MCR®技术的发展历程。2013-2014年,电子科技大学功率集成技术实验室在华润微电子重庆(原中航微电子)打造了MCR®产品的100V、150V、200V、300V四个工艺平台,实现技术成果转化。2020年,蓉矽半导体购买MCR®全系列产品、知识产权及工艺平台,并于2021年1月25日协议正式生效。

相比普通硅基二极管,蓉矽的MCR®产品具有nA级反向漏电、高温特性稳定、高抗浪涌电流能力等优势,适用于中低压150V~600V应用。


与国内外竞品相比,在耐压、高温漏电与反向恢复时间上,蓉矽的MCR®产品都显示出了优势,具有更高可靠性、更低的功率损耗,真正实现国产替代。

尽管蓉矽与外商同类产品在常温下都表现出了nA级的漏电性能,但在高温Ta>100℃后,蓉矽产品展现出了更稳定的耐压特性。

极致性能、极高性价比 服务光伏、快充、储能等高增量市场

既然蓉矽NovuSiC® EJBS™和硅基MCR®产品的性能和可靠性如此优异,它们能够为客户带来哪些效益呢?会上,蓉矽高级应用工程师王德强从光伏、直流快充、磁吸LED照明以及储能等产品方案进行了深入介绍。

王德强认为,得益于蓉矽NovuSiC® EJBS™的优异特性,它能够为广大的光伏、直流快充等领域带来可靠性要求高、成本更优的解决方案。

以1100V光伏系统Boost PFC应用场景为例,在相同应用条件下,采用NovuSiC® EJBS™后,整个系统效率可以提升0.8%,硅基IGBT和SiC二极管的温升可以分别下降6℃和13℃,整体的功率密度得到了大幅提升。

在直流充电桩方面,以20kW充电桩Vienna整流应用场景为例,采用NovuSiC® EJBS™后,在相同应用条件下,系统效率可以提升1.05%,开关损耗可降低91%,总损耗可降低50%。

而在储能电源和LED照明领域,硅基MCR®将能够进一步帮助客户提升产品性能,降低成本。

例如在储能的防反接应用场景,相同应用条件下,采用了蓉矽的MCR®器件后,系统损耗降低了16%,而器件结温降低10℃,充电效率提升1.25%。

在储能的高频整流应用场景,相同应用条件下,采用了蓉矽的MCR®器件后,系统总损耗降低18.7%,器件结温降低13℃,输出效率提升0.27%;若损耗不变,频率可提升50%。

目前,磁吸LED照明非常流行,而由于轨道空间狭长较窄,亟需新的器件技术来降低电源尺寸,并提高能效。

针对高效LED照明,蓉矽提供了以下2种解决方案。在高频整流应用场景,采用MCR®产品后,在输出功率350W、谐振频率200kHz情况下,实现了>94%的最高效率。而在输出功率50W、工作频率48kHz情况下,可实现90%最高效率。

严控产业链 提升客户最⼤满意度

作为四川省领先的SiC功率器件供应商,蓉矽团队拥有丰富的功率器件经验,从产品设计、制造工艺、封装技术和系统应用等方面大力推进SiC器件产品产业化。

除了提供国际领先的功率器件产品,蓉矽也非常重视打磨公司在客户服务方面的细节。蓉矽营销副总廖运健透露,蓉矽重视对整个供应链系统进⾏规划、协调、操作、控制和优化,⽬标是要实现6个“正确”,即:将顾客所需的正确的产品能够在正确的时间、按照正确的数量、正确的品质和正确的状态送到正确的地点,使总成本达到最佳化。

廖运健说,蓉矽这样做的目标有2个,包括:提升客户的最⼤满意度(提⾼交货的可靠性和灵活性);企业整体流程品质最优化(去除错误成本、消除异常事件)。

SiC器件产品凭借材料优势,在5G通信、新能源汽车、绿色能源、轨道交通等领域扮演不可或缺的角色,蓉矽表示,他们未来将一步一脚印,在核心技术方面实现领先,进一步做大功率器件业务,在四川打造中国领先的功率半导体研发和制造基地,为SiC产业生态作出贡献。

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