UnitedSiC推出9款新品：6mΩ导通电阻750V SiC暂无敌手

日前，UnitedSiC推出业界最小导通电阻RDS（on）6mΩ的750V第四代碳化硅场效应管，并一口气推出9款全新的UJ4C/SC器件。

“碳化硅适用于越来越多的应用场景，带来更便捷的设计。UnitedSiC注意到客户在追求最优秀的性能和设计灵活性时，需要更高的能效、更好的成本、更强的鲁棒性和更多的设计裕量。为了让客户针对不同应用领域部分有更灵活的选择，所以一口气更新如此众多产品”，UnitedSiC公司FAE经理Richard Chen在新品发布之际对21ic电子网记者如是说。

导通电阻暂无敌手，新器件针对牵引市场

据了解，去年年底，UnitedSiC曾发布UJ4C/SC器件18mΩ和60mΩ的4款产品，彼时这些产品主要为满足新能源、OBC需求而生。

本次发布9款UJ4C/SC则主要是着重在牵引部分市场，RDS（on）涵盖6/9/11/23/33/44mΩ，为客户提供最佳的设计灵活性。

尤其是业界最低RDS（on）6mΩ器件专门针对电动车牵引逆变器需求所设计，可以维持5μS的短路耐受能力。Richard强调，这5μS可以充分提供客户进行异常保护的反应时间，由此可以提高整体的可靠度。

为什么UnitedSiC要发布多达9款750V产品？“事实上，我们的目的非常简单，就是要为客户提供设计上的灵活度。因为针对客户不同的设计需求或者是功率等级方面，客户考虑的条件包括能耗最佳化、成本优化、解决散热问题”，Richard如是说。

下方图表可看出，通过本次和既往的发布，UnitedSiC不仅能够提供客户所需各种市场常见功率等级，还可提供业界最高导通电阻的产品。

Richard为记者展示一组公开资料显示，去年UnitedSiC在650V上就已发布业界最低RDS（on）的7mΩ产品。透过650V到750V的转换之下，6mΩ的RDS（on）依然不到竞品的一半。

通过上述公开资料不难发现，目前仅有少数企业进发750V市场。“目前已看到其他厂商进迈入750V市场，观望目前的市场，动力电池有着将电压提高到500V的需求，能够预见未来会有更多厂商跟进”，Richard如是说。

记者了解到，部分企业也将750V规划在自己2022年的远景之中，在电动汽车市场的新需求之下，也将掀起750VSiCFET的热潮。

优异软硬开关性能，接近碳化硅理论限制

通过与650VSiCMOSFETs的竞品相比，UJ4C/SC拥有优异的性能指数。整个器件不止在满载上拥有极佳效能，在轻载到中载部分上也能提供更好的效能。

在RDSA部分，常用温度范围下产品能够提供极低的导通损耗。换言之，假若客户所设计的产品考虑到面积或包装形态时，在一个温度范围内能够提供最低的传导损失。这意味着同样的包装之下，搭载产品能够获得最低的阻抗。

在硬开关部分，选用器件除了考虑RDS（on），同时也要考虑切换损失Eoss/Qoss，透过二者的乘积硬开关性能表征（FoM）来看，拥有比竞争对手将近倍的效能。

在软开关部分，低RDS（on）xCoss,tr使软开关应用的功率密度更高。驱动方面，只需要与硅基超结一样的0~12V驱动电压，对比目前市场上的SiCMOSFET的15~18V的驱动电压来说，较低的QgxVdrive，可以大大减少栅极驱动的损耗。

“我们已经可以提供一个非常接近完美的开关技术在市场上”，通过以下图示来看，UnitedSiC的第四代SiCFET已经接近碳化硅的电压和RDSA的理论限制，并且远超硅基超结和目前SiCMOSFET。

动力电池提高到500V，750V SiCFET是关键

Richard告诉记者，碳化硅着重的市场主要是电动汽车的市场。实际上，两年前的电动汽车领域主流SiCFET电压值多为650V，要么上至1200V。目前动力电池电压在300V-400V左右，行业普遍想将动力电池电压提高到500V。

由于碳化硅材料本身具备耐高压、低阻抗的特性，所以UnitedSiC在初步定义第四代产品时便将750V作为目标，750VSiCFET对于动力电池500V的设计目标拥有相当充分的裕量。

电机驱动功率等级通常非常大，同时终端用户希望将动力电池电压提高到500V。通过本次750V全新产品的发布，能够简单满足客户设计需求，且拥有一定的设计裕量。6mΩ、9mΩ、11mΩ产品可以进行不同的并联设计，来针对不同功率等级需求。

目前市场上，牵引逆变器应用成熟设计通常为IGBT与二极管的形式达到200kW的设计。通过本次发布的6mΩ器件单管6颗并联方式，在200kW下能够减少3.1倍的整体功率损耗。

当然，实际上电动车在大部分运行中都是轻载到中载之间，6mΩ器件在轻载中损失能够减少5-6倍。这是因为IGBT本身存在膝点电压，SiCFET则没有这个问题，有负载条件下切换损失较低。综上，UnitedSiC所新发布的器件在轻载、中载、满载的不同条件之下都能维持非常高的效能。

反之对比市面上其他SiCFET牵引逆变器产品，UnitedSiC在给定面积下可提供更低的传导损耗，或在相同损耗下提供更小的芯片面积。

轻松应对各种场景，提升客户设计灵活度

在新产品发布后，UnitedSiC除了能够赋能牵引逆变器极佳效能和成本，产线的补足也让UJ4C/SC能够更加灵活应对各种场景的设计。

目前来说，碳化硅产品被大量使用在OBC和DC/DC应用之上，透过本次发布的系列产品，UnitedSiC认为不同瓦特数从11mΩ-16mΩ能够满足EV的OBC的硬开关的应用或者是输出级的CLLC的软开关应用，都能够提高较好的效能。由于UnitedSiC的驱动非常简单，只需要0-12V，因此客户能够大大降低驱动电路的设计复杂度。

在电动汽车无线充电上，可利用产品在二次侧整流部分实现Cascode+JFET架构。无线充电时，如果有任何讯号遗失或不良状况发生时，电网会因对二次侧持续传递能量而破坏车端设备。JFET本身是常态导通器件，因此在讯号遗失时，利用UnitedSiC的JFET能够将变压器两端信号短路，让受电端和电网隔离开，继续做能量传导，避免更大的损害产生。

电动充电应用属于较为成熟的领域，但是车辆种类越来越多，所需要环境或是功率等级也不同。因此系列产品从6mΩ-60mΩ，能够让客户获得更多的选择性。

传统的断路器保护应用采用机械断路器时，需要灭弧装置，避免电弧的产生，因此体积非常庞大。通过6mΩ、9mΩ、11mΩ这样低RDS（on）器件，来实现电子式断路器的设计概念。由于电子式断路器无需使用灭弧装置，所以整体体积会大幅减小，并提高功率密度。

传统IT基础市场大部分使用的是硅基超结MOSFET，而UnitedSiC的产品驱动是与硅基超结是通用的，因此客户端无需过多变更既有的设计，就可导入碳化硅器件提高平台效率与效能。

在图腾柱PFC应用上，Richard为记者展示了一组3.6kW的设计，图中显示在不同RDS（on）下每个最佳效率点是不同的。因此客户可通过一系列产品，根据不同的功率等级，实现效能或成本最佳化，提供更好的市场竞争力。

在DC/DC设计上，Richard为记者展示了一组3kW的设计，图中显示将31mΩ的硅基超结MOSFET设计置换为UnitedSiC的23mΩ或33mΩ，即可立即获得0.5%的效率提升。从轻载、中载、满载上来看，均拥有更高的效率。

新版计算工具随之而来，未来市场地位可盼

据了解，UnitedSiC在新产品发布之际同时还发布了新版FET-Jet计算工具2.0，内部包含26种电源拓扑以及客户常用的AC/DC、DC/DC（非隔离型）、DC/DC（隔离型）的拓扑。值得一提的是，客户可以无需任何注册，即可轻松获得初步设计最佳元器件。

记者认为，电源市场越来越趋向补全产线，以备客户最佳的灵活度，本次UnitedSiC也将格局逐渐打开，扩充其在市场的地位。目前碳化硅市场，有些企业看好模组化方案，很多成功案例也是基于分立器件的，实际上二者将会是并存的。特别是UnitedSiC的器件由于是0-12V的驱动，在导向市场大量很成功的硅基超结分立应用时可几乎“无缝切换”。在UnitedSiC的6mΩ业界最低导通电阻加持之下，能够预见其在市场的全新地位。