最高のシステムコストパフォーマンス比で革新的な新製品設計を可能にするSiCソリューション。
パワー半導体の未来
SiCベースのパワー半導体ソリューションの使用はここ数年で大幅に増加しており、これは頼りになる革命です。この市場発展の原動力となっているのは、省エネ、小型化、システム統合、信頼性の向上といったトレンドです。
高速シリコン ベース スイッチとSiCダイオードの組み合わせは、しばしば「ハイブリッド」ソリューションと呼ばれます。近年、インフィニオンは数百万個のハイブリッド モジュールを製造し、さまざまな顧客製品に搭載されてきました。
SiC MOSFETを使用したコンバータのスイッチング周波数を上げると、磁気部品の体積と重量を大幅に削減できます。Infineonが実施した分析によると、SiCデバイス上に構築されたコンバーターは、現在のSiベースのリファレンス ソリューションと比較して、サイズが3分の1、重量が25パーセント軽量です。容積と重量が大幅に削減されたため、システムコストも20パーセント以上削減できます。
今後数年間で、SiCソリューションは産業用や牽引駆動などの他の応用分野にも拡大するでしょう。その理由は、効率向上のためだけでなく、ヒートシンク要件の低減によるパッケージの小型化のためにも損失削減を推進する市場の力です。上の図に示すように、SiCはすでにハイエンドおよびニッチなソリューションに使用されています。今日の設計では、これらの利点を利用して、特定のアプリケーション領域におけるシステム コストを削減しています。
インフィニオン クールSiC™ – 頼れる革命
インフィニオン クールSiC™ 半導体ソリューションは、エネルギースマートな世界に向けた次の重要なステップです。パワー半導体のナンバーワン企業として、当社は幅広いアプリケーションノウハウを有しており、適切なSiC製品ポートフォリオを実現し、お客様が最高のシステムコストパフォーマンス比で革新的な新製品設計を開発できるようにしています。実績のある高品質の量産に基づくInfineon CoolSiC™ 当社のソリューションは、革新的なテクノロジーとベンチマークとなる信頼性を兼ね備えており、お客様の現在そして将来の成功に貢献します。
CoolSiCTM MOSFET
特徴
› デバイスの静電容量が低い
› 温度に依存しないスイッチング損失
› 逆回復電荷が低い真性ダイオード
› 閾値フリーのオン状態特性
利点
› 優れたゲート酸化膜信頼性
› クラス最高のスイッチング損失と伝導損失
› IGBT互換駆動（+15 V）
› 閾値電圧、Vth > 4 V
› 短絡耐性
利点
› 冷却にかかる労力を削減する最高の効率
› 長寿命と高い信頼性
› 高周波動作
› システムコストの削減
› 電力密度の向上
› システムの複雑さを軽減
› 設計と実装の容易さ
アプリケーション
› 太陽光発電インバータ（PV）
› エネルギー貯蔵 / バッテリー充電
› 無停電電源装置（UPS）
› スイッチモード電源 (SMPS)
› 産業用ドライブ
> 医学
インフィニオンは、量産経験と互換性のノウハウに基づいて、革新的なCoolSiCを導入しました。™ 根本的に新しい製品設計を可能にするMOSFETテクノロジー。IGBTやMOSFETなどの従来のSiベースのスイッチと比較して、SiC MOSFETには一連の利点があります。これらには、1200 Vスイッチで見られる最も低いゲート電荷およびデバイス容量レベル、内部整流耐性ボディダイオードの逆回復損失なし、温度に依存しない低いスイッチング損失、およびしきい値のないオン状態特性が含まれます。クールSiC™ MOSFETの最初の1200 V製品は、太陽光発電インバータ、バッテリー充電、エネルギー貯蔵を対象としています。クールSiC™ MOSFETは、システム設計者がこれまでにないレベルの効率性とシステム柔軟性を実現するための最高のパフォーマンス、信頼性、使いやすさを実現します。
CoolSiC™ MOSFETの最初の製品は、太陽光発電インバーター、バッテリー充電、エネルギー貯蔵を対象としています。
TO-247-4ピン パッケージには、ゲート駆動電圧の基準電位として使用されるソースへの追加接続（ケルビン接続）が含まれており、これによりソース インダクタンスによる電圧降下の影響が排除されます。その結果、特に高電流および高スイッチング周波数において、TO247-3ピンバージョンよりもスイッチング損失がさらに低くなります。Easy1Bモジュールは、優れた熱インターフェース、低い浮遊インダクタンス、堅牢な設計、PressFIT接続を備えています。
製品ポートフォリオは今後数年以内に拡大される予定です。最初のステップは、2kWから200kWまでの電力範囲をカバーするSixpackやHalfbridgeなどのさまざまなトポロジを展開することです。
CoolSiC™ ショットキー ダイオードG5
シリコンカーバイドとシリコンの材料特性の違いにより、実用的なシリコン ユニポーラ ダイオード (ショットキー ダイオード) の製造は、オン抵抗とリーク電流が比較的高い100 V～150 Vの範囲に制限されます。SiC材料では、ショットキー ダイオードははるかに高いブレークダウン電圧に到達できます。Infineonは、ディスクリート製品として最大1200 V、モジュールとして最大1700 Vまでを提供します。SiCショットキー ダイオードの高速スイッチング特性により、システム レベルでの効率が明らかに向上します。SiCとハイエンドSiダイオード間のパフォーマンスのギャップは、動作周波数とともに拡大します。
優れた効率性とサージ電流耐性
第5世代SiCショットキー ダイオードは、最適な効率性と耐久性を提供します。VFが低いということは導通損失が低いことを意味し、Qcが低いということはスイッチング損失が低いことを意味します。Qc x VFは効率の性能指数であり、比較すると第5世代は市場で最高の競合製品に匹敵することがわかります。さらに、第5世代SiCは、最も効率的な製品よりもはるかに優れたサージ電流耐性を備えています。したがって、異常な状況下でも、このサージ電流能力は優れたデバイス堅牢性を提供します。全体的に、第5世代SiCは優れた効率とサージ電流能力を同時に提供します。市場に出回っている他のSiCダイオード製品では、効率とサージ電流能力の間でこれほど優れたバランスを実現したものはありません。効率は優れているがサージ電流が弱いベンダーもあれば、サージ電流は優れているが効率の点で魅力に欠けるベンダーもあります。
CoolSiC™ ショットキー ダイオードG5: 最高の価格/性能
この製品ファミリは、接合構造、基板、
ダイ アタッチなど、すべての主要な側面から最適化されています。競争力のあるコストレベルで最先端のパフォーマンスと高いサージ電流能力を提供するバランスの取れた製品ファミリーです。
イノベーション: 最適化された接合部、基板、ダイアタッチ Infineon SiCショットキー ダイオード第5世代は、高出力および高効率のSMPSアプリケーションに関連するすべての重要な側面に関して最適化されています。
インフィニオンのSiC
15年を超える現場経験
インフィニオンは、この技術の商業利用における先駆者です。当社は、世界初の企業として、2001年にSiCベースのダイオードを市場に投入し、2006年にはSiCコンポーネントを搭載した世界初の商用パワー モジュールを投入しました。現在、このような部品の第5世代は、個別デバイスとして入手可能です。
インフィニオンは、パワーモジュールにおいて、主に太陽光発電アプリケーションおよび特定のモーター駆動アプリケーション向けに、SiCをベースにした、またはSiCを活用したソリューションを提供しています。製品設計は、具体的なシステム上の利点が確認できるシステムや回路で新しいテクノロジーを使用できるように、慎重なコスト パフォーマンス評価に重点を置いていました。
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