三代半导体，相信你肯定听过，这里的代，是基于使用的半导体材料不同划分，不像2G/3G/4G通信有新一代取代旧一代的情况； 

[敏感词]代半导体，以硅(Si)，锗(Ge)材料为代表，是目前逻辑器件的基础，这几年的通信领域的硅光芯片，也是基于硅；

第二代半导体，以砷化镓(GaAs)，磷化铟(InP）为代表，小二不是很清楚；

第三代半导体，则是以碳化硅(SiC），氮化镓(GaN)为代表的宽禁带半导体材料，在功率芯片上具有独特优势，近年得到广泛的应用；

这里，顺带也解释下，类似Si，SiC的材料，具体是如何形成芯片的；

大家应该经常听到晶圆，也应该听过硅晶圆是拉出来的，包括Si，SiC其实就是组成晶圆的材料；

而晶圆到芯片，就像水泥到房子，是物理和化学反应的生产过程；

以下图MOSFET管子为例

图中[敏感词]部分就是SiC材料，在这个材料上，通过挖坑(掩模，腐蚀)，填坑(离子注入等)的方式，在不同的SiC材料上添加不同的离子成分，形成G-D-S不同的极，最后通过封装工艺，形成最后的芯片；

下表是不同半导体材料的特性：可以看到

Energy Gap，禁带宽度反应的是价电子要成为自由电子所需要的能力，SiC是Si的接近3倍，禁带宽度越宽，耐受高温和高压能力越强，反向漏电流越小，抗辐射能力越强；

Breakdown Field，绝缘击穿场强，SiC是Si的10倍，SiC能够以低阻抗、薄厚度的漂移层实现更高耐压；

Thermal Conductivity，导热率，SiC是Si的3倍，热阻更小，热扩散能力更好，可以做到更高功率密度；

Saturation Drif Velocity，饱和漂移速率，值越高，开关速度更快

综上，基于SiC材料的器件，可以实现 "高耐压"、"低导通电阻"、"高频" 三个特性。

目前，基于SiC的功率器件主要两大类：SiC-MOSFET和SiC-SBD

[敏感词]类：SiC-MOSFET

第二类：SiC-SBD

如下是实际使用硅(Si) IGBT及碳化硅(SiC) MOSFET的功耗损失对比

图片来自罗姆官网

如下是Onsemi推出的基于SiC的25KW 充电模块参考设计

Onsemi的设计采用了

- 三相六开关的PFC，开关频率在150kHz

- 双有源全桥DCDC，开关频率在100kHz

控制芯片采用了Zynq-7000 SoC FPGA，前后级各一颗；

SiC模块，驱动，采样及辅助电源芯片如下：

如下是Onsemi微信公众号的全中文版本的设计系列，“基于SiC的25KW快速直流充电桩系统设计”

从应用概述到方案概述，仿真，设计等一条龙；

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

这是WolfSpeed的三相交错LLC DC-DC变换器，30KW功率，设计采用了1200V C3M SiC MOSFETs (C3M0040120K) and 650V C6D SiC Schottky Diodes (C6D20065D and C6D10065A)

此外：

SiC MOSFET驱动芯片：采用了TI的UCC5350MC

DSP芯片：采用了TI的TMS320F28377DPTPT

开关频率：130kHz-250kHz

设计资料可以从这个链接获取：

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

这是Infineon的50KW充电模块拓扑，SiC器件及开关频率信息

PFC采用了三相Boost PFC维也纳架构，DCDC采用了全桥LLC谐振转换器

先做个声明，这里介绍的公司，不是对其产品的推荐，而是从网络及平常交流获取的相关信息分享

瞻芯电子，拿到了小鹏汽车的战略融资，自建了符合IATF16949的6寸SiC晶圆厂，目前已经发布的产品有SiC MOSFET，SiC SBD，SiC Module，Gate Driver，Controller；

这家公司在PCIM的文章分享还是令人深刻；

派恩杰半导体，成立于2018年的派恩杰半导体，从成立之初就聚焦于碳化硅MOSFET，紧锣密鼓布局车规级半导体芯片，并已顺利“上车”，产品已应用于汽车OBC等领域，其和X-FAB晶圆代工厂战略合作；

如下是其产品发布轴

数明半导体，成立于2013年，专注于工业、汽车、能源领域的驱动芯片、电源管理及智能光伏芯片、接口与信号链芯片的研发。其研发出国内[敏感词]兼容光耦带DESAT保护功能的IGBT/SiC隔离驱动器；

华润微电子，是华润微电子有限公司是华润集团旗下负责微电子业务投资、发展和经营管理的高科技企业，曾先后整合华科电子、中国华晶、上华科技、中航微电子等中国半导体企业，经过多年的发展及一系列整合，公司已成为中国本土具有重要影响力的综合性半导体企业，自2004年起多年被工信部评为中国电子信息百强企业。

目前华润微发布了650V/1200V的SiC SBD

湖南三安，是全球第三家具备碳化硅全链整合能力的企业，提供衬底、外延、芯片、封装及模块等[敏感词]工制造服务，具备成熟的大规模制造经验和质量管理能力，实现产能以及质量验证的全链管控能力。目前已实现月产能12,000片，达产后将实现年产能500,000片碳化硅6寸晶圆