SiC領(lǐng)域正在迎來(lái)三國(guó)爭(zhēng)霸的新時(shí)代，射頻芯片巨頭Qorvo多年來(lái)一直在電源應(yīng)用領(lǐng)域工作，已經(jīng)占據(jù)了自己的一席之地。

在電力電子領(lǐng)域的大力推動(dòng)下，如電氣化、數(shù)據(jù)化、可再生資源等，SiC正以不可阻擋的趨勢(shì)取代傳統(tǒng)的硅基材料，成為下一代電子設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)。Yole 根據(jù)Development的預(yù)測(cè)，SiC市場(chǎng)規(guī)模將在 10億美元在2023年迅速增長(zhǎng)至10億美元 2027 年 63 億美金，2030 年更將突破 150 1億美元，復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)1億美元 35%。

在風(fēng)口之上，SiC前途無(wú)量。它還引起了Qorvo的注意。近幾年，Qorvo積極轉(zhuǎn)型，通過(guò)一系列產(chǎn)品布局，成為世界領(lǐng)先的連接和電源解決方案供應(yīng)商。作為其戰(zhàn)略布局的重要組成部分，SiC正在加速其潛力的釋放。

發(fā)展SiC的Qorvo信心

Qorvo不是SiC領(lǐng)域的新手。Qorvo于2021年11月收購(gòu)了UnitedSiC，這家成立于1999年的公司在SiC領(lǐng)域有著深厚的積累，幫助Qorvo打開了它。 SiC 快速提升市場(chǎng)份額的市場(chǎng)大門。

要啃下SiC這個(gè)硬骨頭，沒(méi)有一點(diǎn)真本事是不行的。Qorvo的秘密武器在于它獨(dú)特的共源共柵。（Cascode）架構(gòu)。所謂Cascode架構(gòu)，就是將具有全球?qū)＠某ｉ_式（normally-on）SiC JFET與Si MOSFET共同封裝，構(gòu)建具有標(biāo)準(zhǔn)柵極驅(qū)動(dòng)特性的常關(guān)（normally-off）SiCFET設(shè)備。

和傳統(tǒng)的SiC一樣 與MOSFET架構(gòu)相比：

1. QorvoCascode 無(wú)柵極氧化層的JFET結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，從根本上解決了SiC。 MOSFET 由于網(wǎng)格極氧化缺陷或穿透而產(chǎn)生的SiC MOSFET設(shè)備參數(shù)性能變化或失效的風(fēng)險(xiǎn)；
2. 因?yàn)镾iC Channelnel缺少一個(gè)FET resistance(通道電阻)促進(jìn)Qorvo SiC 在同一封裝下，F(xiàn)ET擁有SiC RDS是device領(lǐng)域最低的導(dǎo)通電阻。(on)；
3. 與SiC相比，Cascode的反向續(xù)流通壓降 MOSFET要小得多，QorvoSiC FET開關(guān)速度較快，能有效降低變壓器尺寸，降低母線濾波電容，從而降低系統(tǒng)成本。

左邊是傳統(tǒng)的SiC MOSFET結(jié)構(gòu)，右圖為CacodeeQorvo JFET結(jié)構(gòu)

得益于這種突破性的結(jié)構(gòu)，Qorvo不斷刷新SiC。 FET RDS(on)新低紀(jì)錄，成為業(yè)界不可忽視的力量。2019 年 12 月，發(fā)布 650V、7mΩ SiC FET，在行業(yè)內(nèi)創(chuàng)造最低RDS(on)記錄，逆變器的效率可以達(dá)到 99% 以上；2020 年 2 月，推出 DFN 8×8 封裝的 32mΩ SiC FET，再一次刷新最低RDS(on)記錄；2021 年 9 月亮，750V發(fā)布、6mΩ SiC FET，RDS(on)性能比同類產(chǎn)品低一半；2022 年 7 月推出 750V、9mΩ SiC FET，選用 D2PAK-7L 封裝，適用于大功率應(yīng)用；2023 年 3 月發(fā)布 750V、5.4mΩ SiC FET，選用 TOLL 封裝，這是任何其它功率半導(dǎo)體技術(shù)（Si/SiC/GaN）沒(méi)有一個(gè)能超越。Qorvo于2024年2月推出。 E1B 封裝的 1200V 導(dǎo)通電阻RDSSSiC模塊(on)最低為 9.4mΩ，在軟開關(guān)應(yīng)用中，效率大大提高，這一優(yōu)勢(shì)尤為明顯。2024年6月，Qorvo? 推出選用 TOLL 封裝的 750V 4mΩ SiC JFET，極低導(dǎo)通電阻，用超小型元件封裝。 FET 該設(shè)備有助于發(fā)展電路保護(hù)等應(yīng)用，促進(jìn)斷路器技術(shù)的創(chuàng)新。

現(xiàn)在，Qorvo的SiC產(chǎn)品品種已十分豐富。下面的圖表顯示了Qorvo企業(yè)的SiC功率器件產(chǎn)品類型。產(chǎn)品主要分為四類：肖特基二極管(Schottky Diodes)、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管（JFETs）、SiC 晶體管的模塊和場(chǎng)效應(yīng)(FETs)。在這些系列中，肖特基二極管有三種不同的額定電壓和電流規(guī)格：650V@4A到30A、1200V@2A到50A，1700V@25A。SiC 高性能SiC常開JFET晶體管的JFET系列電壓范圍為650V至1700V，低至4400V， mΩ 極低導(dǎo)通電阻(RDS(on))。SiC 該模塊配有半橋和全橋，工作電壓1200V，導(dǎo)通電阻RDS。(on)低至 9.4mΩ。場(chǎng)效晶體管系列涉及650V、750V、差異電壓等級(jí)為1200V和1700V，從650V@6.7mΩ-80mΩ到1700V@410mΩ不等。另外，這些設(shè)備還采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封裝和引腳布局，包括表面貼裝技術(shù)(SMT)并且埋孔插裝技術(shù)(TH)。

產(chǎn)品為王，供應(yīng)鏈先行。現(xiàn)在 SiC 穩(wěn)定的材料供應(yīng)是領(lǐng)域成功的關(guān)鍵。Qorvo 早有布局。2022 年 11 月，Qorvo 和韓國(guó)晶圓廠家一起 SK Siltron CSS 多年來(lái)簽署了合作協(xié)議，確保了未來(lái)發(fā)展的需要 SiC 供應(yīng)裸片和外延片。

在SiC領(lǐng)域，Qorvo的這些布局，為其在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

從工業(yè)領(lǐng)域切入，未來(lái)蓄氣SiC

作為SiC領(lǐng)域的新進(jìn)入者，Qorvo選擇了從工業(yè)市場(chǎng)中撕裂一個(gè)洞。與汽車市場(chǎng)的殘酷競(jìng)爭(zhēng)相比，工業(yè)市場(chǎng)對(duì)可靠性和環(huán)境適應(yīng)性相對(duì)更加寬容，為Qorvo提供了積累經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)實(shí)力的理想環(huán)境。

Qorvo已經(jīng)展示了其SiC設(shè)備在儲(chǔ)能和服務(wù)器等工業(yè)細(xì)分市場(chǎng)的強(qiáng)大潛力。

光伏一體化系統(tǒng)隨著全球減碳目標(biāo)和能源轉(zhuǎn)型的推進(jìn)，逐步成為市場(chǎng)主流。該系統(tǒng)需要高能效、高容量、低成本和長(zhǎng)壽命，四大趨勢(shì)指向 SiC，使之成為光伏儲(chǔ)能應(yīng)用的最佳選擇。Qorvo750Vo在7kW家用光伏逆變器和家用儲(chǔ)能逆變器中，與工業(yè)領(lǐng)域初期采用者合作， 18mΩ、23mΩ D2-PAK SiC FET和1200V 150m D2-PAK SiC 碳化硅器件，如FET，最大限度地控制太陽(yáng)能逆變器、儲(chǔ)能等可再生能源設(shè)備的散熱。Qorvorvo用于光伏領(lǐng)域的客戶反饋 SiC 與普通SiC相比，F(xiàn)ET更普通。 MOSFET提高了0.4%的系統(tǒng)效率。

此外，隨著數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器的蓬勃發(fā)展，SiC的應(yīng)用也帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇。各國(guó)都非常重視數(shù)據(jù)中心的能效，提高數(shù)據(jù)中心電氣系統(tǒng)的性能是關(guān)鍵。SiC功率設(shè)備逐漸取代傳統(tǒng)的Si基功率設(shè)備，具有效率高、功率密度高、抗壓能力高、開關(guān)頻率高等優(yōu)點(diǎn)，成為數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)的升級(jí)趨勢(shì)。

相對(duì)于Si，SiC 在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器電源中，功率器件有許多優(yōu)點(diǎn)：

1. SiC的輸出功率相同，其體積小于Si設(shè)備。通過(guò)選擇較少的電源模塊，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商可以滿足需求，節(jié)省空間。
2. SiC方案拓?fù)涓雍?jiǎn)單，可以使用更高的開關(guān)頻率，減少組件的數(shù)量和復(fù)雜性，減少組件的數(shù)量和復(fù)雜性， BOM 成本和體積。
3. SiC 耐壓強(qiáng)度高，導(dǎo)熱系數(shù)高，開關(guān)速度快，可用于開關(guān)頻率高的應(yīng)用。在相同的包裝和相同的條件下，SiC設(shè)備的芯片溫度比Si設(shè)備更容易控制，這也相應(yīng)地提高了商品的穩(wěn)定性。

QorvoSiC業(yè)務(wù)近幾年實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)勁增長(zhǎng)。2024 在財(cái)年第一季度的財(cái)務(wù)報(bào)告中可以看到，Qorvo已經(jīng)從 AI 數(shù)百萬(wàn)美元用于服務(wù)器和其他數(shù)據(jù)中心。 SiC 功率設(shè)備訂單。

服務(wù)器電源模塊（PSU）在這一領(lǐng)域，Qorvo已經(jīng)與臺(tái)灣省的OEM制造商合作了2多年，從R&D到產(chǎn)品研發(fā)，以及OEM制造商對(duì)新技術(shù)的認(rèn)可，Qorvo的SiC產(chǎn)品如750V 33mΩ D2-PAK SiC FET和750C 18mΩ TO-247 SiC FET，已在服務(wù)器領(lǐng)域得到認(rèn)可。

基于Qorvo 750V SiC FET的3.6kW圖騰柱無(wú)橋PFC方案，可實(shí)現(xiàn)99.37%的最高轉(zhuǎn)換效率，整體尺寸僅為2600。 x 102 x 60 mm3，具有重量輕、體積小、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)，能輕松打造符合80PLUS鈦電源標(biāo)準(zhǔn)的高性能產(chǎn)品方案。

在2024年，以ChatGPT和Sora為代表的大型AI應(yīng)用仍然如火如荼，可以預(yù)見(jiàn)，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的需求將繼續(xù)增加，SiC設(shè)備的轉(zhuǎn)變和SiC的需求將進(jìn)一步增加。盡管SiC設(shè)備的初始成本可能高于傳統(tǒng)的硅設(shè)備，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，由于其能效提升帶來(lái)的節(jié)能效果，總體上是有成本的。（TCO）將是相當(dāng)可觀的。因此，數(shù)據(jù)中心的能效革命可能不僅受到硬件性能提升的推動(dòng)，也受到材料創(chuàng)新的推動(dòng)，尤其是SiC功率設(shè)備的廣泛應(yīng)用。

結(jié)語(yǔ)

從一開始，Qorvo的大部分SiC功率設(shè)備都符合AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)，為其進(jìn)入新能源汽車領(lǐng)域做好了準(zhǔn)備。設(shè)備的最大溫度結(jié)合(Tj max op)可達(dá)到175°C，熱穩(wěn)定性極佳...從各種跡象中不難看出，Qorvo SiC市場(chǎng)戰(zhàn)略是一盤精美的棋局，由于經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)“量”在工業(yè)領(lǐng)域的不斷積累，我們相信Qorvor 最終會(huì)在SiC領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)質(zhì)的飛躍。

本文來(lái)自微信公眾號(hào)“半導(dǎo)體行業(yè)觀察”（ID：icbank），作者：杜芹，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。

本文僅代表作者觀點(diǎn)，版權(quán)歸原創(chuàng)者所有，如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)?jiān)谖闹凶⒚鱽?lái)源及作者名字。

免責(zé)聲明：本文系轉(zhuǎn)載編輯文章，僅作分享之用。如分享內(nèi)容、圖片侵犯到您的版權(quán)或非授權(quán)發(fā)布，請(qǐng)及時(shí)與我們聯(lián)系進(jìn)行審核處理或刪除，您可以發(fā)送材料至郵箱：service@tojoy.com