SiC模块与IGBT模块在工商业125KW级功率转换系统(PCS)中的应用研究是一个深度探讨半导体技术如何在工业应用中提供效率提升、性能改进和成本优化的重要话题。SiC (Silicon Carbide)模块作为新一代功率器件，相较于传统IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 模块，在若干关键技术参数和应用性能上展现出明显优势。 在工商业应用中，PCS的效率和可靠性至关重要，这直接影响到企业的能源成本和生产效率。功率器件是PCS中的核心部件，其性能决定着整个系统的效率、响应速度和散热需求。IGBT模块在过去的几十年里一直是功率转换的主流选择，然而随着SiC材料技术的成熟，SiC模块开始逐渐取代IGBT模块，特别是在高电压、高频率和高温条件下运行的应用场合。 SiC模块的关键优势在于其物理特性。与硅(Si)基器件相比，SiC器件能够承受更高的工作温度和更大的电压，且具有更低的导通电阻和更高的热导率。这意味着SiC模块可以在更小的封装内实现更高的功率密度，并且工作时产生的热量更少，冷却需求降低，从而减少了散热系统的成本和体积。 在125KW级的工商业PCS应用中，SiC模块与IGBT模块相比，主要有以下几个方面的应用优势： 1. 更高的功率密度：SiC模块能够提供更高的功率输出，这使得相同功率等级的设备可以设计得更加紧凑。 2. 更优的热性能：SiC器件具有更好的热导率，有助于提高系统的热效率，减少冷却系统的需求和成本。 3. 更高的工作效率：SiC模块在高电压下的导通损失较小，开关频率也更高，这使得系统整体效率得以提高，尤其在大功率设备中效果显著。 4. 更好的耐用性和可靠性：由于SiC材料的耐高温和高电压特性，SiC模块的耐用性和可靠性通常要好于传统的IGBT模块。 在给定文件中还提及了不同的封装形式，如Easy-Pack2B、TO-247Plus-3、EconoPack4、TO-247-4、Easy2B等，这些都是针对不同应用需求和环境考量而设计的封装解决方案。封装不仅影响器件的物理尺寸，也与散热性能、电气性能和机械稳定性密切相关。 从性能规格来看，IGBT模块和SiC模块的电压、电流规格各不相同。例如，IGBT分立器件规格可达1200V/200A或650V/150A，而SiC MOSFET模块则有650V/200A或1200V/30mΩ等规格。这些不同的规格为不同应用提供了多样化的选择。 另外，文中也提到了对散热器温度、结温、损耗的仿真测试，以及对开关损耗和散热器温度间关系的探讨。这表明SiC模块在面对更高工作温度时依然能保持良好的性能，这为在严苛环境下工作的PCS提供了更为可靠的保障。 通过这些技术细节，可以看出SiC模块取代IGBT模块在125KW工商业PCS中的应用前景是非常广阔的。虽然目前SiC模块的成本可能比IGBT模块要高，但从长期来看，其带来的系统效率提升、体积减小以及维护成本降低等优势，足以弥补初期的投入。随着技术的不断进步和生产规模的扩大，预计SiC模块的制造成本将进一步降低，从而推动这一技术在更广泛的领域得到应用。 文件内容还涉及了不同模块方案的功率器件选型、单机用量、单价及总成本比较，提供了从经济角度评估SiC模块和IGBT模块在125KW工商业PCS应用中性价比的依据。这些详尽的数据和对比分析，为制造商和用户在选择和应用SiC模块或IGBT模块时提供了参考。 SiC模块在125KW工商业PCS中的应用不仅体现了其在性能上的优势，也反映了其在未来能源效率提升和成本控制方面的巨大潜力。随着SiC技术的成熟和制造成本的降低，我们有理由相信SiC模块将在工商业电力电子设备领域扮演越来越重要的角色。

基于MATLAB/Simulink平台的SiC MOSFETs器件模型的研究与应用。首先简述了SiC MOSFETs的基本特性和优势，接着重点探讨了如何在MATLAB/Simulink中构建No.15 SiC MOSFETs模型，该模型能够模拟实际的导通电压、开关特性以及计算导通损耗和开关损耗。最后，文章展示了该模型在逆变器和电机控制系统中的具体应用，强调了其对系统性能评估和优化的重要意义。 适合人群：从事电力电子、电机控制等领域研究的技术人员和高校相关专业师生。 使用场景及目标：适用于需要进行逆变器、电机控制系统仿真的研究人员和技术开发者，旨在帮助他们更精确地评估和优化系统性能。 其他说明：文中提到的SiC MOSFETs模型相较于传统IGBT/MOSFETs模型更具实际应用价值，能更好地反映器件的真实特性，有助于提升系统效率和可靠性。

内容概要：本文详细介绍了基于MATLAB/Simulink平台的SiC MOSFETs器件模型的研究与应用。首先简述了SiC MOSFETs的基本特性和优势，接着重点探讨了如何在MATLAB/Simulink中构建该器件模型，以及它与Simulink自带IGBT/MOSFETs模型的区别。文中强调了No.15 SiC MOSFETs模型能模拟实际器件的非理想特性，如导通电压、开关特性，并能计算导通损耗和开关损耗。最后，文章展示了该模型在逆变器和电机控制系统中的具体应用场景，通过仿真来评估和优化系统性能。 适合人群：对电力电子、电机控制等领域有研究兴趣的专业人士，尤其是从事逆变器和电机控制系统设计的研发人员。 使用场景及目标：适用于希望深入了解SiC MOSFETs器件特性的研究人员和技术人员，旨在帮助他们掌握如何在MATLAB/Simulink中构建和应用SiC MOSFETs模型，以提升系统设计的效率和可靠性。 其他说明：文章不仅提供了理论知识，还包括具体的建模步骤和仿真方法，有助于读者将所学应用于实际项目中。

内容概要：本文详细介绍了SiC（碳化硅）模块在电力电子产品中替代IGBT（绝缘栅双极晶体管）的具体技术细节及其应用场景。通过对不同类型SiC模块的关键参数、性能指标和技术优势的深入探讨，重点展示了基本半导体的SiC MOSFET系列产品在开关损耗、导通电阻等方面的优异表现，特别是与竞品品牌的横向对比。同时，还讨论了SiC模块在实际应用中的设计方案，如驱动电路和米勒效应的抑制方法。 适合人群：具备中级及以上专业知识背景的电力电子工程师及研究人员，对新材料半导体器件的应用和发展感兴趣的行业从业者。 使用场景及目标：帮助读者理解和掌握SiC MOSFET模块在电力电子产品中替换IGBT的设计思路和关键技术，提升系统性能。特别适用于高效率电源管理、电动汽车充电基础设施建设等领域。 其他说明：文中涉及多个图表和技术数据，直观展示了不同SiC模块的工作特性和可靠性，为实际工程设计提供了详实的数据支持。此外，文档中还包括了一些具体案例，如在快速充电桩、数据中心UPS、光伏逆变器等领域的成功应用实例。

### 全球SiC基模块及分立器件市场现状与未来趋势分析报告 #### 一、引言 碳化硅(SiC)基模块及分立器件作为一种高性能半导体材料，因其出色的性能指标（如高热稳定性、高电压承受能力、低能耗特性等），在新能源汽车、电力电子以及工业控制等多个领域展现了巨大的应用潜力。本报告旨在通过对当前全球SiC基模块及分立器件市场的深度剖析，结合最新的行业调研数据，揭示该市场的发展现状并预测未来趋势，为投资者和业界人士提供有价值的信息。 #### 二、SiC基模块及分立器件定义与供应链结构 **定义：** SiC基模块及分立器件是指利用SiC材料制成的各种半导体模块与分立元件，这些产品具有耐高温、耐高压、抗辐射以及支持高频操作等优点。 **供应链结构：** 1. **SiC材料供应商**：提供高质量的SiC原料，对最终产品的性能有着决定性的影响。 2. **SiC基模块及分立器件生产商**：负责设计与制造基于SiC材料的半导体模块和分立器件。 3. **下游应用企业**：将这些高性能的SiC产品应用于实际场景中，如新能源汽车的动力系统、电力电子设备的转换效率提升等。 #### 三、主要生产企业与行业生产商 根据QYResearch的研究数据，全球SiC基模块及分立器件市场的主导企业包括但不限于： 1. **意法半导体（STMicroelectronics）**：作为全球领先的半导体制造商之一，意法半导体在SiC基模块及分立器件领域拥有深厚的技术积累和广泛的市场经验。其产品线覆盖新能源汽车、电力电子等多个领域。 2. **英飞凌（Infineon）**：作为全球知名的半导体解决方案提供商，英飞凌的SiC基模块及分立器件产品在性能方面表现优异，广泛应用于工业控制、不间断电源(UPS)、数据中心等领域。 3. **Wolfspeed**：作为SiC材料和技术的领导者，Wolfspeed的产品在高温、高压等极端条件下表现卓越，尤其适用于新能源汽车、电力电子等行业。 此外，罗姆(Rohm)、安森美(ON Semiconductor)、比亚迪半导体(BYD Semiconductor)、微芯科技(Microchip Technology)和三菱电机(Vincotech)等企业也在市场上占据了一席之地。 #### 四、市场现状与趋势分析 **市场现状：** 据QYResearch的数据，2022年全球SiC基模块及分立器件市场的销售额达到142亿元人民币，预计到2029年将达到1040亿元人民币，期间年复合增长率(CAGR)为30.0%。其中，中国市场增长迅速，成为全球市场的重要推动力量。SiC MOSFET模块占据了大约50%的市场份额，而汽车领域则是最大的下游应用领域，占比约为60%。 **趋势分析：** 1. **市场规模将持续扩大**：随着新能源汽车和电力电子等领域的快速发展，SiC基模块及分立器件的需求将持续增加。尤其是在新能源汽车领域，这些高性能的半导体器件的应用范围将进一步扩展。 2. **技术创新推动产业升级**：随着SiC材料技术和生产工艺的进步，SiC基模块及分立器件将向更高性能、更高可靠性和更高集成度的方向发展。产品种类也将变得更加多样化，以满足不同应用领域的需求。 3. **亚太市场将成为全球主要增长极**：特别是中国市场的快速增长将带动整个亚太地区的SiC基模块及分立器件市场发展。北美和欧洲等地随着对新能源汽车和电力电子等领域的重视程度提高，市场也将继续保持稳定增长。 #### 五、结论与展望 综合以上分析，全球SiC基模块及分立器件市场前景广阔。随着市场规模的不断扩大和技术的不断创新，未来几年内该行业将迎来更多发展机遇。对于投资者而言，密切关注市场动态和技术趋势是关键。同时，企业也需要不断加强研发能力和技术创新，提高产品质量，以满足不断增长的市场需求。 **注**：QYResearch是一家全球知名的大型咨询公司，专注于高科技行业的市场研究，涵盖了半导体、光伏、新能源汽车、通信、先进材料、机械制造等多个领域。

碳化硅MOS管-全碳SiC模块产品应用、驱动、系统方案(碳化硅MOS电压650V~1200V~1700V~3300V更高至6500V，单管电流1A-160A) 碳化硅MOS具有宽带隙、高击穿电场强度、高电流密度、快速开关速度、低导通电阻和抗辐射性能等独特特点，在电子器件领域有着广泛的应用。特别是在电力电子、高温电子、光伏逆变器和高频电子等领域，其性能优势能够提高器件的功率密度、效率和稳定性。 SiC MOSFET在高压转换器领域，爬电距离和电气间隙等最小间距要求使得高性能 SiC MOSFET采用TO−247、TO263-7L、TOLL、DFN、SOT227型等封装,这些封装已经十分完善。SiC MOSFET作为第三代功率半导体器件，以其阻断电压高、工作频率高，耐高温能力强、通态电阻低和开关损耗小等特点成为当前最具市场前景的半导体产品之一，正广泛应用于新能源汽车、光伏逆变器、快速充电桩、智能电网，轨道交通领域，牵引变频器等领域。

精确测量4H-SiC光电导开关光电导性能的新方法

碳化硅SiC MOSFE Vd‐Id 特性 SiC‐MOSFET 与IGBT 不同，不存在开启电压，所以从小电流到大电流的宽电流范围内都能够实现低导通损耗。 而Si‐MOSFET 在150℃时导通电阻上升为室温条件下的2 倍以上，与Si‐MOSFET 不同，SiC‐MOSFET的上升率比较低，因此易于热设计，且高温下的导通电阻也很低。 驱动门极电压和导通电阻 SiC‐MOSFET 的漂移层阻抗比Si‐MOSFET 低，但是另一方面，按照现在的技术水平，SiC‐MOSFET的MOS 沟道部分的迁移率比较低，所以沟道部的阻抗比Si 器件要高。因此，越高的门极电压，可以得到越低的导通电阻（Vgs=20V 以上则逐渐饱和）。如果使用一般IGBT 和Si‐MOSFET 使用的驱动电压Vgs=10～15V 的话，不能发挥出SiC 本来的低导通电阻的性能，所以为了得到充分的低导通电阻，推荐使用Vgs=18V 左右进行驱动。Vgs=13V 以下的话，有可能发生热失控，请注意不要使用。 Vg‐Id 特性

1 GaN 功率管的发展微波功率器件近年来已经从硅双极型晶体管、场效应管以及在移动通信领域被广泛应用的LDMOS 管向以碳化硅 （ SiC ）、氮镓 （ GaN ） 为代表的宽禁带功率管过渡。SiC、GaN 材料，由于具有宽带隙、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等突出优点，与刚石等半导体材料一起，被誉为是继第一代 Ge、Si 半导体材料、第二代 GaAs、InP 化合物半导体材料之后的第三代半导体材料。 在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。SiC 功率器件在 C 波段以上受频率的限制，也使其使用受到一定的限制；GaN 功率管因其大功率容量等特点，成为发较快的宽禁带器件。GaN 功率管因其高击穿电压、高线性性能、高效率等优势，已经在无线通信基站、广播电视、电台、干扰机、大功率雷达、电子对抗、卫星通信等领域有着广泛的应用和良好的使用前景。GaN 大功率的输出都是采用增加管芯总栅宽的方法来提高器件的功率输出，这样使得管芯输入、输出阻抗变得很低，引入线及管壳寄生参数对性能的影响很大，一致直接采用管壳外的匹配方法无法得到大的功率输出甚至无法工作。解决方法就是在管壳内引

SiC@SiO2同轴纳米电缆超疏水表面的制备、机理及稳定性，赵健，李镇江，近年来，为了获得自清洁及抗腐蚀表面，人们对SiC@SiO2同轴纳米电缆的超疏水改性产生了极大兴趣。在室温下，以FAS(CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH3)3)�