英飞凌碳化硅播客专辑（上） | 解锁碳化硅的“无限可能”
碳化硅播客专辑在功率半导体领域，碳化硅技术正以其革命性的性能成为推动未来技术发展的关键驱动力。从发电到用电，从储能到电动汽车充电，碳化硅的应用贯穿整个能源供应链，也越来越多地应用在可再生能源、电动汽车充电、储能和工业等多个领域。针对这一热门话题，我们开设了碳化硅播客专辑，本文将通过前三期播客介绍，带您探索碳化硅背后的故事！碳化硅的“前世今生”
宽禁带是指这些材料的禁带宽度比硅基半导体等传统半导体更大。这种高禁带宽度使得碳化硅在高温、高频和高耐压方面表现出色，展现了不可替代的优势，为电子器件带来更高的效率、更快的开关速度以及更低的损耗，尤其适用于需要高功率密度的紧凑型设计场景。比如，碳化硅应用在光伏组串式逆变器上的优势就非常明显，在电动汽车直流充电桩方面也是一样。另外，像机车牵引系统和风电这种高功率应用，未来也会越来越多地使用碳化硅技术。
本期节目详细介绍了碳化硅的“前世今生”：从材料特性到广泛的应用场景，再到推动行业变革的技术创新。英飞凌的技术专家Eva Gabriel还分享了多个碳化硅的实际应用案例，例如应用在电动汽车直流充电桩解决方案上的碳化硅MOSFET，使充电时间缩短了一半，并推动了高效、紧凑型充电器的研发；在储能系统中，通过替换传统硅器件为碳化硅器件，可以在不增加电池体积的情况下提升约2%的能量存储效率。碳化硅不仅是推动半导体技术发展的引擎，更是新能源和电动化时代的重要基石。
揭开碳化硅芯片制造技术的神秘面纱
为什么碳化硅这么特别？碳化硅芯片制造又有哪些特殊工艺呢？本期节目将解答您的疑惑。技术专家Christian Stringer详细介绍了英飞凌在碳化硅芯片制造中的多项技术突破，包括蚀刻工艺、外延技术、掺杂工艺、沟槽栅技术以及独特的氧化工艺等。例如，英飞凌独特的沟槽栅结构相较传统平面型结构显著提升了电流密度和通态电阻性能。通过精确控制蚀刻和退火工艺，使沟槽侧壁能够与1120晶面完美对齐，从而实现最有利的MOSFET沟道电子迁移率；英飞凌的外延工艺在均匀性和缺陷密度控制方面达到了行业领先水平，为制造稳固耐用的碳化硅芯片提供了保障。这些核心技术的实现离不开英飞凌多年的技术积累和创新实践，使其能够向市场提供具备高可靠性和高性能的SiC MOSFET产品。
不过，Christian提到无论是分立器件，还是逆变器模块，碳化硅产品并不完全取决于碳化硅芯片的性能和质量。如果封装或互连技术无法充分发挥碳化硅芯片的潜力，那么再好的芯片或设备也无济于事。从芯片到封装的全流程设计和制造对碳化硅产品的整体性能至关重要。
碳化硅分立器件封装指南
本期节目英飞凌的技术专家Edward Fühgot 和Giuseppe Di Falco探讨了碳化硅分立器件封装技术的最新进展，尤其是SMD顶部冷却封装的设计理念和优势。这种封装通过回流焊接技术将器件自动化连接到应用电路板上，并通过热界面材料完成散热片的隔离和散热工作。相比传统封装，顶部冷却封装不仅大幅提升了散热效率，还将热路径与电气布线分离，简化了系统设计和冷却过程。因此，通过SMD顶部冷却技术可以将栅极驱动IC和电源开关紧密地结合起来，通过简单的拓扑结构和较少的无源元件，就实现了最高的开关频率，同时保持在较低的工作温度，这样做能够改善散热性能，延长整个系统的使用寿命。
最后，在传统的半导体芯片组装过程中，封装内会残留较厚的焊料层，从而阻碍了散热。为了解决这个问题，英飞凌采用了.XT 技术，通过扩散焊工艺，消除了焊料层。这样就有效降低了热阻，更能高效散热，可以使器件功率更高或封装更小。.XT技术的另一个优势在于，它可以应用于任何封装组装，无论是底部冷却或顶部冷却都可以。在封装中采用.XT互连技术，有助于大幅提升封装的热性能。
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