2018年1季度，SiC和GaN產(chǎn)業(yè)鏈上的生產(chǎn)企業(yè)表現(xiàn)活躍，眾多企業(yè)相繼推出新品擴充已有的產(chǎn)品組合，提高自身競爭力，部分產(chǎn)品性能創(chuàng)出業(yè)內(nèi)新高。下面，就由1°姐為大家概括介紹下最新的業(yè)內(nèi)動態(tài)。
SiC產(chǎn)業(yè)鏈
新發(fā)布SiC功率器件產(chǎn)品的耐壓主要是650V和1200V。國內(nèi)的世紀金光發(fā)布新一代1200V /5-40A SiC 肖特基二極管全系量產(chǎn)新品；美國UnitedSiC宣布推出UJ3C系列的650V/31-85A SiC FETs，導(dǎo)通電阻降到最低27毫歐，以替代Si超結(jié)MOSFET；美國安森美半導(dǎo)體推出全新 650 V/6-50A SiC肖特基二極管系列產(chǎn)品；美國Littelfuse宣布新推出了四個隸屬于其第2代產(chǎn)品家族的1200V/8、15、20A SiC肖特基二極管系列產(chǎn)品以及2款具有超低導(dǎo)通電阻的1200V SiC n通道增強型MOSFET--LSIC1MO120E0120（額定電壓1200V，額定電流18A，導(dǎo)通電阻120毫歐）和LSIC1MO120E0160（額定電壓1200V，額定電流14A，導(dǎo)通電阻160毫歐）。
圖1 世紀金光最新推出的1200V SiC二極管
勢壘肖特基二極管（JBS）仍然是主流產(chǎn)品之一。JBS同時具備肖特基二極管（SBD）的低開關(guān)損耗、反向恢復(fù)特性好和PiN二極管的高抗浪涌電流、低反向漏電流的優(yōu)點。此次Littelfuse推出的第2代肖特基二極管即采用了JBS結(jié)構(gòu)。
SiC肖特基二極管開始采用表面貼裝的封裝形式。安森美半導(dǎo)體推出的全新 650 V/6-50A SiC肖特基二極管系列產(chǎn)品采用了表面貼裝和穿孔封裝的形式，產(chǎn)品主要用于太陽能光伏逆變器、電動車/混和動力電動車(EV / HEV)充電器、電信電源和數(shù)據(jù)中心電源等各類應(yīng)用的 PFC 和升壓轉(zhuǎn)換器時等。
將SiC器件與Si器件級聯(lián)封裝從而采用傳統(tǒng)Si的驅(qū)動電路也是業(yè)內(nèi)目前推進的方向之一。美國 SiC功率半導(dǎo)體制造商UnitedSiC推出的UJ3C系列的SiC FETs是將金屬柵極SiC JFETs器件與定制設(shè)計的經(jīng)ESD保護的低壓Si MOSFET級聯(lián)并封裝在一起，采用標準的TO-220、TO-247和D2PAK-3L封裝。這類器件可以使用標準的Si-MOSFET柵極驅(qū)動電路驅(qū)動，無需重新設(shè)計驅(qū)動電路，同時提供低導(dǎo)通電阻和低柵極電荷以降低系統(tǒng)損耗。UJ3C系列的SiC FETs支持高達500kHz的開關(guān)頻率，使設(shè)計人員能夠減小其他系統(tǒng)組件(包括體積龐大的電感器、電容器和熱管理部件)的尺寸和成本。
圖2 UnitedSiC推出的UJ3C系列的SiC FETs
業(yè)內(nèi)部分企業(yè)開始推進生產(chǎn)高集成的SiC MOSFET，將MOSFET與二極管集成在一起。臺灣的瀚薪科技于2017年5月于日本領(lǐng)先全球推出了高集成度的SiC MOSFET解決方案（JMOS)。此次UnitedSiC推出的UJ3C系列的SiCFETs也內(nèi)置了低Qrr體二極管，消除了對反并聯(lián)二極管的需要。
此外，晶圓代工企業(yè)X-Fab于2018年2月宣布通過新的IATF-16949:2016國際汽車質(zhì)量管理體系( QMS )認證，成為第一家制造工廠獲得汽車制造認證的半導(dǎo)體晶圓代工廠。對汽車供應(yīng)商而言，該認證被公認為系統(tǒng)和工藝質(zhì)量的最高標準，這一成就進一步加強了X-FAB在汽車行業(yè)長期以來在質(zhì)量和可靠性方面的聲譽，以及在半導(dǎo)體制造商中的地位。
GaN產(chǎn)業(yè)鏈
國內(nèi)GaN襯底質(zhì)量進一步提高，推進研發(fā)6英寸襯底。東莞中鎵試量產(chǎn)4英寸自支撐GaN襯底，缺陷密度降到106/cm2,預(yù)計于2018年底正式量產(chǎn)；預(yù)計2018年3季度將研發(fā)出6英寸自支撐GaN襯底。
圖3 東莞中鎵研發(fā)的4英寸GaN自支撐襯底
國際GaN電力電子和射頻器件最新推出產(chǎn)品的性能取得突破，電流等級和電壓等級獲得新高。
電力電子器件：
GaN systems最新推出了業(yè)內(nèi)最高電流等級的650V/120A和100V/120A GaN E-HEMT，并且其GaN E-HEMT器件的合格性測試時間已超過1萬小時，達到JEDEC標準要求的1000小時的10倍。該測試結(jié)果增強了早期采用者對GaN晶體管的信心。
松下宣布研發(fā)出730V/20A新型MIS結(jié)構(gòu)的Si基GaN功率晶體管，可以連續(xù)穩(wěn)定的工作，柵極電壓高達10V。與傳統(tǒng)采用Al2O3作為絕緣層的MIS結(jié)構(gòu)相比，松下最新設(shè)計的MIS結(jié)構(gòu)GaN功率晶體管的獨特性體現(xiàn)在3個方面：1、將Al2O3替換成了AlON（鋁氮氧化物），有效抑制了遲滯現(xiàn)象；2、借助于晶體生長工藝獲得了凹進的柵極結(jié)構(gòu)，從而避免了加工工藝造成的損傷，獲得更高的漏極電流；3、松下特有的Si基GaN工藝，可以在大面積上均勻加工。
圖4 松下研發(fā)的新型MIS GaN晶體管示意圖
此外，德州儀器TI推出業(yè)內(nèi)最小、最快的GaN場效應(yīng)晶體管驅(qū)動器。新的驅(qū)動器可在提供50 MHz的開關(guān)頻率的同時提高效率；采用晶圓級芯片封裝，尺寸可以縮小至Si MOSFET的1/5，尺寸僅為0.8 mm x 1.2 mm，有助于最大限度地減少柵極環(huán)路寄生和損耗，進一步提升效率；可在激光雷達(LIDAR)以及5G射頻(RF)包絡(luò)追蹤等速度關(guān)鍵應(yīng)用中實現(xiàn)更高效、性能更高的設(shè)計。
GaN射頻器件：
在軍用領(lǐng)域，Qorvo推出業(yè)內(nèi)最高功率的GaN-on-SiC 射頻晶體管，在65V工作電壓下輸出功率達到1.8kW,工作頻率在1.0-1.1GHz，可用于L波段航空電子設(shè)備和敵我識別( IFF )應(yīng)用領(lǐng)域。Custom MMIC新推出3款GaN MMIC超低噪聲功率放大器，工作頻率位于S、C和X波段。該功率放大器采用4×4毫米QFN封裝。提供高線性度性能的同時提供5W的高輸入功率處理，適用于雷達和電子戰(zhàn)。
在民用領(lǐng)域，MACOM宣布推出新的MAGM系列基于GaN-on-Si的MMIC功率放大器。該系列針對5G無線基站基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模MIMO天線系統(tǒng)進行了優(yōu)化，采用完全集成的MMIC封裝，將GaN-on -Si技術(shù)固有的獨特性能和成本優(yōu)勢與MMIC封裝效率相結(jié)合，滿足商用批量5G基站制造和部署的需求。
