英飛凌先進(jìn)工藝將太陽能逆變器效率提升一倍

太陽能的轉(zhuǎn)換效率問題是制約其應(yīng)用的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)，業(yè)界正在為每一個(gè)進(jìn)步而努力。日前英飛凌高管，負(fù)責(zé)銷售、市場(chǎng)、戰(zhàn)略和兼并的管理委員會(huì)成員Arunjai Mittal對(duì)本刊表示，英飛凌采用先進(jìn)SiC工藝的JFET技術(shù)，可以將太陽能逆變器的效率提升至大于99%，大幅提升轉(zhuǎn)換效率?！澳壳皹I(yè)界采用SiC的普通二極管與IGBT方案的效率是98%，而我們新一代的JFET可提升至大于99%，這相當(dāng)于減小了50%的能源損耗?！彼榻B，這一新產(chǎn)品已在今年7月日本的一個(gè)太陽能項(xiàng)目中被采用，這個(gè)項(xiàng)目是一個(gè)10KW的太陽能逆變器，“與傳統(tǒng)的硅MOSFET相比，SiC JFET需要專利的電流控制、驅(qū)動(dòng)以及設(shè)計(jì)技巧，這些是英飛凌的強(qiáng)項(xiàng)?！彼忉專安灰】催@1%的提升，因?yàn)樘柲軐?duì)效率非常敏感，這會(huì)節(jié)約巨大能源，推動(dòng)太陽能的應(yīng)用?！?

SiC JFET已在日本的一個(gè)10KW的太陽能逆變器項(xiàng)目中采用。

此次采用的新款CoolSiC 1200V SiC JFET系列器件融合了英飛凌在SiC技術(shù)領(lǐng)域超過十年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，具備高質(zhì)量、可大量生產(chǎn)的特點(diǎn)?！坝w凌一直在SiC工藝方面走在前列。”Mittal稱，“相對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手還在有用3.5英寸的SiC量產(chǎn)，我們馬上會(huì)進(jìn)入6英寸的SiC量產(chǎn)，比如JFET就會(huì)采用6英寸的SiC工藝。”相較于傳統(tǒng)的IGBT，全新的SiC JFET 大幅降低切換耗損，在不需要犧牲系統(tǒng)整體效率的同時(shí)，可應(yīng)用于更高的切換頻率，因此能夠使用體積更小的無源器件，進(jìn)一步縮小整體解決方案的體積與重量，并降低系統(tǒng)成本。換句話說，該解決方案能夠讓相同體積的逆變器達(dá)到更高的輸出功率。為確保常開JFET技術(shù)的安全性及使用方便性，英飛凌開發(fā)了一項(xiàng)名為直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)(Direct Drive Technology)的概念，應(yīng)用這個(gè)概念的JEFT在外部使用了一個(gè)低壓MOSFET及專用的驅(qū)動(dòng)IC，以確保系統(tǒng)能安全開啟，而且能在安全且受控制的情況下進(jìn)行切換?！癈oolSiC JFET采用單片集成式二極管，切換效果與外接式的SiC肖特基二極管相當(dāng)。這種搭配組合使其在效率、可靠性、安全性及使用方便性上達(dá)到顛峰?！彼忉?。預(yù)計(jì)其第一批大規(guī)模量產(chǎn)會(huì)在明年上半年實(shí)現(xiàn)，到時(shí)中國太陽能逆變器廠商也會(huì)享用到此高效率的產(chǎn)品了。

除了在SiC工藝上的領(lǐng)先外，英飛凌在超薄晶圓片工藝上也不斷開拓，處于領(lǐng)先地位。作為IGBT的領(lǐng)軍者，英飛凌一直進(jìn)行持續(xù)不斷地投資與創(chuàng)新，其中包括投資12英寸模擬晶圓廠和超薄晶圓。“我們每年有超過9億歐元的投入，主要是研發(fā)與生產(chǎn)?！盡ittal表示。IGBT由于雙面都是有源的，因此厚度決定了開關(guān)損耗，英飛凌的超薄晶圓技術(shù)不斷提升，目前已開發(fā)出70μm厚度的晶圓(300mm)，將開關(guān)損耗降至最低，而根據(jù)英飛凌的Roadmap，未來晶圓將進(jìn)一步縮減至40μm?！跋鄬?duì)應(yīng)的，對(duì)手的IGBT還在采用120μm的晶園?！彼f。

先進(jìn)的SiC工藝和超薄晶圓是英飛凌提升功率器件效率的兩條途徑，至于大家談?wù)撦^多的GaN工藝，Mittal表示，英飛凌會(huì)保持研發(fā)與跟蹤，也提供小批量生產(chǎn)，但是基于目前的成本太高，還不適合于大規(guī)模量產(chǎn)。英飛凌會(huì)持續(xù)對(duì)以上兩個(gè)工藝進(jìn)行投資，推動(dòng)功率器件的創(chuàng)新。這里有還一個(gè)重要信息要公示一下，也就是從今年十月一日開始，現(xiàn)任CEO Peter Bauer將由于身體健康方面的原因退休，新的CEO為在英飛凌服務(wù)多年的Reinhard Ploss博士，并會(huì)繼續(xù)將高能效、交通與安全作為英飛凌發(fā)展的三大重點(diǎn)領(lǐng)域。