2010年羅姆成為全球首家將碳化硅MOSFET量產(chǎn)的廠商,之后在2021年其又發(fā)布了第4代的溝槽SiC MOSFET產(chǎn)品。為了滿足市場的需求,羅姆正在不斷進行產(chǎn)品的開發(fā),擴張產(chǎn)能。“2023年羅姆將實現(xiàn)8英寸碳化硅襯底的量產(chǎn),之后還有牽引功率模塊的產(chǎn)品。”羅姆(ROHM)半導體(上海)有限公司技術中心副總經(jīng)理周勁在近日舉辦的媒體交流會上透露。0BOesmc
2023年量產(chǎn)8英寸碳化硅襯底
2009年,羅姆通過把全球排名前列的碳化硅襯底供應商SiCrystal納入集團旗下,完成了IDM垂直統(tǒng)合型的生產(chǎn)體制。0BOesmc
碳化硅生產(chǎn)也是如此。晶圓是在集團旗下德國SiCrystal公司完成,器件的生產(chǎn)是集中在日本福岡(Fukuoka)和宮崎(Miyazaki)兩地,封裝后續(xù)分布在全球,主要是京都本土、韓國或者泰國的封裝工廠完成。0BOesmc
另外,羅姆還將增加晶圓的直徑,提高生產(chǎn)效益,進一步把碳化硅器件的成本降低,2017年羅姆全面進入6英寸的碳化硅晶圓時代,到2023將實現(xiàn)200mm即8英寸襯底的量產(chǎn)。同時,通過羅姆優(yōu)良的技術能夠實現(xiàn)單個元件尺寸的增加,目前的主流從2015年開始都是25平方毫米最大的規(guī)格,到2024年其會實現(xiàn)50平方毫米的產(chǎn)品,用以實現(xiàn)支持更高電流輸出的需求。0BOesmc
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第4代碳化硅產(chǎn)品優(yōu)勢
2021年羅姆發(fā)布了第4代的溝槽SiC MOSFET產(chǎn)品。其第4代碳化硅產(chǎn)品具備低損耗、使用簡單、高可靠性三大特點。0BOesmc
第一是低損耗。第3代與第4代新產(chǎn)品對比,羅姆通過把標準導通阻抗降低,目前實現(xiàn)40%的降低,同樣尺寸的芯片,第3代大約是30毫歐,第4代能夠實現(xiàn)18毫歐的導通阻抗的降低,好處是帶來的損耗會同樣降低40%的水準。0BOesmc
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另外的一種情況是改善開關特性,把比導通阻抗降低之后,同樣的電流情況下,同樣的導通阻抗情況下,芯片的尺寸會降低,寄生的電容都會被降低,容易能夠實現(xiàn)高速的開關特性。0BOesmc
等同ON阻抗情況下效率的對比,從損耗的角度來講,其中導通損耗的降低大約有53%,減少了發(fā)熱。在同等導通阻抗的情況下,羅姆提供的芯片尺寸會變小,寄生電容等特性都帶來改善。0BOesmc
一個熱探頭拍攝的照片,第3代的產(chǎn)品實際的應用是92度,更換為第4代的產(chǎn)品可以降低20多度,71度0BOesmc
導通損耗第4代會比第3代有大約50%的改善低。0BOesmc
第二個特征是使用簡便。首先就是柵極的電壓會推進8-15V可以與IGBT等目前廣泛應用的柵極驅動電路,可以去等同的使用。0BOesmc
第3代的產(chǎn)品在15V驅動和18V驅動的導通阻抗的差是30%。也就是指,如果要用15V IGBT通用的電壓驅動不能夠實現(xiàn)SiC MOSFET的理想狀態(tài),采用羅姆的第4代新品,15V跟18V兩種驅動電壓的導通阻抗只有11%的差,基本上可以認為,在15V的情況下就可以滿足一般狀態(tài)的碳化硅全負載驅動。0BOesmc
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第三,可靠性也得以進一步提高。標準導通阻抗跟短路耐受時間是折中的考量,RonA減小帶來的風險直接是SCWT變短,通常是這樣認為,而經(jīng)羅姆研究,通過減小飽和電流去實現(xiàn)優(yōu)化這兩個參數(shù)的折中。0BOesmc
圍繞市場機會,強化資本支出和產(chǎn)能擴張
為了滿足市場需求,羅姆正在不斷地進行設備投資等,2022年做了較大的設備投資計劃,尤其在主營的功率元器件方面,其銷售額目標是近幾年實現(xiàn)25%的復合年增長的預期。0BOesmc
羅姆半導體(上海)有限公司市場宣傳課高級經(jīng)理張嘉煜表示:“在解決環(huán)境問題、老齡化問題以及未來出行等社會課題時需要相應的技術,而羅姆的核心技術就是功率電子器件方面,尤其是在電源技術方面。“據(jù)介紹,羅姆擁有世界先進的碳化硅材料以及硅、氮化鎵等等技術,打造了可以高效處理電力的功率半導體器件,在可再生能源以及工業(yè)設備需求不斷擴大背景之下,目前產(chǎn)品也已經(jīng)被應用在包括車載充電器等等非常多的車載應用當中。0BOesmc
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隨著碳化硅市場不斷擴大,據(jù)羅姆預測,從2024-2026三個年度有近9000億日元的市場有待開拓,其目標是在2025年實現(xiàn)大于1100億日元的銷售額。為了實現(xiàn)這一目標,羅姆正在不斷地進行碳化硅方面的投資,預計在2021-2025五年投入1700-2200億日元。0BOesmc
在面向市場急劇增長的需求,羅姆制定了大幅度提升產(chǎn)能的計劃,相比2021年,其預計2025年產(chǎn)能提升6倍,到2030年提升25倍。位于日本本土的宮崎基地和阿波羅筑后工廠(包括新建),將為其擴產(chǎn)計劃打下堅實的基礎。0BOesmc
此前,羅姆第4代碳化硅產(chǎn)品已在2021年實現(xiàn)量產(chǎn),通過業(yè)內(nèi)先進的低導通電阻技術,根據(jù)元件的設計,溝槽的結構強化,溝槽設計,導通電阻(RonA)能夠在第4代相較于原來的第3代下降40%,未來其計劃在2025年、2028年分別再降30%,實現(xiàn)第5代、第6代產(chǎn)品迭代。0BOesmc
責編:Zengde.Xia