三代半導體，相信你肯定聽過，這里的代，是基于使用的半導體材料不同劃分，不像2G/3G/4G通信有新一代取代舊一代的情況； 

[敏感詞]代半導體，以硅(Si)，鍺(Ge)材料為代表，是目前邏輯器件的基礎，這幾年的通信領域的硅光芯片，也是基于硅；

第二代半導體，以砷化鎵(GaAs)，磷化銦(InP）為代表，小二不是很清楚；

第三代半導體，則是以碳化硅(SiC），氮化鎵(GaN)為代表的寬禁帶半導體材料，在功率芯片上具有獨特優勢，近年得到廣泛的應用；

這里，順帶也解釋下，類似Si，SiC的材料，具體是如何形成芯片的；

大家應該經常聽到晶圓，也應該聽過硅晶圓是拉出來的，包括Si，SiC其實就是組成晶圓的材料；

而晶圓到芯片，就像水泥到房子，是物理和化學反應的生產過程；

以下圖MOSFET管子為例

圖中[敏感詞]部分就是SiC材料，在這個材料上，通過挖坑(掩模，腐蝕)，填坑(離子注入等)的方式，在不同的SiC材料上添加不同的離子成分，形成G-D-S不同的極，最后通過封裝工藝，形成最后的芯片；

下表是不同半導體材料的特性：可以看到

Energy Gap，禁帶寬度反應的是價電子要成為自由電子所需要的能力，SiC是Si的接近3倍，禁帶寬度越寬，耐受高溫和高壓能力越強，反向漏電流越小，抗輻射能力越強；

Breakdown Field，絕緣擊穿場強，SiC是Si的10倍，SiC能夠以低阻抗、薄厚度的漂移層實現更高耐壓；

Thermal Conductivity，導熱率，SiC是Si的3倍，熱阻更小，熱擴散能力更好，可以做到更高功率密度；

Saturation Drif Velocity，飽和漂移速率，值越高，開關速度更快

綜上，基于SiC材料的器件，可以實現 "高耐壓"、"低導通電阻"、"高頻" 三個特性。

目前，基于SiC的功率器件主要兩大類：SiC-MOSFET和SiC-SBD

[敏感詞]類：SiC-MOSFET

第二類：SiC-SBD

如下是實際使用硅(Si) IGBT及碳化硅(SiC) MOSFET的功耗損失對比

圖片來自羅姆官網

如下是Onsemi推出的基于SiC的25KW 充電模塊參考設計

Onsemi的設計采用了

- 三相六開關的PFC，開關頻率在150kHz

- 雙有源全橋DCDC，開關頻率在100kHz

控制芯片采用了Zynq-7000 SoC FPGA，前后級各一顆；

SiC模塊，驅動，采樣及輔助電源芯片如下：

如下是Onsemi微信公眾號的全中文版本的設計系列，“基于SiC的25KW快速直流充電樁系統設計”

從應用概述到方案概述，仿真，設計等一條龍；

https://mp.weixin.qq.com/mp/appmsgalbum?action=getalbum&__biz=MzI5MjM3MzU3NA==&scene=1&album_id=2759840207167864833&count=3#wechat_redirect

這是WolfSpeed的三相交錯LLC DC-DC變換器，30KW功率，設計采用了1200V C3M SiC MOSFETs (C3M0040120K) and 650V C6D SiC Schottky Diodes (C6D20065D and C6D10065A)

此外：

SiC MOSFET驅動芯片：采用了TI的UCC5350MC

DSP芯片：采用了TI的TMS320F28377DPTPT

開關頻率：130kHz-250kHz

設計資料可以從這個鏈接獲取：

CRD30DD12N-K 30kW Discrete Interleaved LLC DC-DC Converter | Wolfspeed

這是Infineon的50KW充電模塊拓撲，SiC器件及開關頻率信息

PFC采用了三相Boost PFC維也納架構，DCDC采用了全橋LLC諧振轉換器

先做個聲明，這里介紹的公司，不是對其產品的推薦，而是從網絡及平常交流獲取的相關信息分享

瞻芯電子，拿到了小鵬汽車的戰略融資，自建了符合IATF16949的6寸SiC晶圓廠，目前已經發布的產品有SiC MOSFET，SiC SBD，SiC Module，Gate Driver，Controller；

這家公司在PCIM的文章分享還是令人深刻；

派恩杰半導體，成立于2018年的派恩杰半導體，從成立之初就聚焦于碳化硅MOSFET，緊鑼密鼓布局車規級半導體芯片，并已順利“上車”，產品已應用于汽車OBC等領域，其和X-FAB晶圓代工廠戰略合作；

如下是其產品發布軸

數明半導體，成立于2013年，專注于工業、汽車、能源領域的驅動芯片、電源管理及智能光伏芯片、接口與信號鏈芯片的研發。其研發出國內[敏感詞]兼容光耦帶DESAT保護功能的IGBT/SiC隔離驅動器；

華潤微電子，是華潤微電子有限公司是華潤集團旗下負責微電子業務投資、發展和經營管理的高科技企業，曾先后整合華科電子、中國華晶、上華科技、中航微電子等中國半導體企業，經過多年的發展及一系列整合，公司已成為中國本土具有重要影響力的綜合性半導體企業，自2004年起多年被工信部評為中國電子信息百強企業。

目前華潤微發布了650V/1200V的SiC SBD

湖南三安，是全球第三家具備碳化硅全鏈整合能力的企業，提供襯底、外延、芯片、封裝及模塊等[敏感詞]工制造服務，具備成熟的大規模制造經驗和質量管理能力，實現產能以及質量驗證的全鏈管控能力。目前已實現月產能12,000片，達產后將實現年產能500,000片碳化硅6寸晶圓