 近日，专注于碳化硅、硅功率半导体企业美浦森宣布完成近亿元A轮融资，此轮融资由深圳创东方领投，上市公司和而泰股份跟投。 据了解，本轮资金将用于包含SJ-MOS、SGT-MOS、SiC器件产品线、IGBT等新产品的扩充和先进工艺研发、吸引高精端人才、并继续投入“美浦森测试及应用实验室”。 在快充领域取得成绩的碳化硅二极管 近年来，随着USB PD快充技术的普及和氮化镓技术的成熟，大功率快充电源市场逐渐兴起，碳化硅二极管也开始在消费类电源市场中崭露头角，被部分100W大功率氮化镓快充产品选用。 在大功率快充电源产品中，碳化硅二极管搭配氮化镓功率器件，可以将PFC级的工作频率从不足100KHz提升到300KHz，由此减小升压电感体积，实现高功率密度的设计，同时产品的效率也达到了大幅提升，成为大功率电源产品的核心竞争力。因此，碳化硅在消费类电源领域的关注度越来越高。  在快充充电头中，使用SiC二极管相对于Si二极管有如下的优点： 没有反向恢复电流，反向恢复时间极短，应用中没有反向恢复尖峰，在CCM模式下具有很强的优势，硅二极管反向恢复电流的峰值相当可观，有的甚至会数倍于正向电流，这不但会增加二极管的损耗，也会引起较大的EMT（电磁干扰）。 当频率升高时，关断和导通频繁，损耗就更加严重，如果二极管反向恢复时间过长，而频率过高的话，反向恢复阶段还没结束，下一个脉冲又到来，则二极管在正、反向都可导通，失去了二极管最基本的特性，起不到开关作用。二极管完全无法工作。 所以二极管反向恢复电流和恢复时间的存在会限制开关电源的开关频率，无法进一步小型化。高频整流电路中要选择反向恢复电流较小、反向恢复时间较小的整流二极管。另外反向恢复电流在CCM电流连续模式下，会对开关管造成很大的威胁。反向恢复的电压会反射到开关管上，使开关管的应力增加，损耗增大。  SiC的临界击穿场强是Si的10倍左右，这意味着SiC具有更高的电压耐受，耐压等级可达到3300V以上，适用的场合更广泛，在相同功率下SiC的尺寸可以做到更小。另外器件的导通电阻更小，高压损耗低。 SiC二极管的禁带宽度是硅管的三倍，有更高工作温度，硅管在150～175℃之后，可靠性和性能指标明显下降。而且SiC二极管的性能基本不受结温的影响，最高工作温度175℃ 依旧可以可靠运行。 碳化硅材料导热率高，是硅的3倍，导热率高，器件热传导能力越强，温升就会小，寿命更长。一减少散热介质的体积，简化冷却系统的设计和成本。二可以工作在更高的环境温度下，稳定性更高，维护成本降低。三相同尺寸的器件功率密度会更高。 SiC电子饱和漂移速度是硅的2倍，同时没有反向恢复电流的优点，决定了SiC二极管可以工作在更高的工作频率。整个系统的体积，成本会随着开关频率的的提高而减小。 同时，SiC材料抗辐射能力高，抗中子辐射能力至少是硅的四倍，适用于特殊场合的产品中。 美浦森-大功率USB PD快充电源领域的碳化硅主要玩家 深圳市美浦森半导体有限公司成立于2014年，是一家专业功率半导体元器件设计公司，国内较早开始硅/碳化硅产品系列研发及销售的公司。公司核心团队来源于中芯国际、华虹半导体、美国AOS、韩国Power Devices等业内知名厂家，拥有10-15年以上的功率半导体器件研发及市场经验。公司以功率MOS系列产品为基础，同时积极布局IGBT、功率IC等产品，目标发展成为中国优秀的功率半导体企业。  美浦森半导体专注于设计、开发、测试和销售基于先进的 Planar VDMOS、Trench MOS、SJMOS、SiC SBD、SiC MOS等工艺结构的功率器件产品。以消费类电子、工业领域、新能源领域等为市场目标，致力成为世界一流的功率元器件公司。  在USB PD快充领域，该碳化硅二极管已被MOMAX 100W氮化镓快充、REMAX 100W 氮化镓快充等产品采用。 美浦森创始人兼CEO朱勇华在本轮融资后表示：随着智能化、信息化的迭代及高速增长，功率半导体的应用越发广泛，20年伴随国家“碳中和”战略性基调，功率半导体国产化的重要性凸显。美浦森从最开始提供可替代进口品牌高压平面MOSFET及多层外延工艺超结MOSFET，到碳化硅全系列器件和中低压MOSFET以及未来更多新产品。我们始终结合最新制程工艺，对关键参数优化的同时进行差异化设定，使产品更贴合用户方案设计，从而为客户提供高性价比产品。特别是可大批量交付的的碳化硅MOS产品，使国产器件形成与进口品牌共享市场的能力。 消费电子领域碳化硅二极管的其他玩家  Alpha Power Solutions (APS) 成立于2017年，2019年总部由香港迁至上海，是国内首家成功开发出碳化硅6英寸晶圆制造技术的企业，结合专有的关键SiC工艺，专注于制造大功率SiC器件。截至目前，公司已开发出三十多种产品，自主拥有发明和应用专利逾30项。现有业界领先的量产SiC二极管产品，其最高电压至3300V, 电流最高至50A。 主要产品：ACD06PS065G  该款产品属于工业级器件，耐压650V，额定电流6A，正向压降1.5V，最大连续电流18A，DFN8*8封装，可用于太阳能逆变器，AC/DC转换器，DC/DC转换器和不间断电源等。  泰科天润的产品线涉及基础核心技术产品、碳化硅成型产品以及多套行业解决方案。目前泰科天润的碳化硅器件650V/2A-100A、1200V/2A-50A、1700V/5A -50A、3300V/0.6A-50A等系列的产品已经投入批量生产。 主要产品：G5S06506QT  该款产品具备正温度系数，易于并联使用；不受温度影响的开关特性；最高工作温度可达150℃；同时具有零反向恢复电流、零正向恢复电压的特性。G5S06506QT是一颗单极器件，极大降低开关损耗，并联器件中没有热崩溃，降低系统对散热片的依赖。适用于开关模式电源（SMPS），功率因数校正（PFC）；电机驱动、光伏逆变器、不间断电源、风力发动机、列车牵引系统、电动汽等领域。  重庆平伟实业股份有限公司是一家集芯片设计、封测、应用与可靠性检测服务一体化的功率半导体IDM产品公司。专业生产各类半导体器件，包括整流二极管、快恢复二极管、TVS、齐纳二极管、肖特基、整流桥、MOSFET、IGBT、同步整流器件、SiC及GaN器件等，公司拥有45条封装生产线和6条中试生产线，建设有自主可控半导体离散型智能制造车间，年产销各类功率半导体器件200亿只，是国内最大的电源配套功率半导体器件综合供应商。 主要产品：PASC0665GG  PASC0665GG是一款650V肖特基二极管，具有零反向恢复/零正向恢复、高效运行、切换速度极快、不受温度影响的开关特性。适用于开关电源、功率因数校正电路、太阳能逆变器、不间断电源等领域。  瑞能半导体目前提供DPAK和DFN8x8两个系列的表贴（SMD）封装SiC二极管，额定电压为650V, 额定电流为4-10A。 瑞能SMD封装的尺寸以及热阻参数如图中所示，优势主要有以下几点：  银烧结芯片焊接工艺，行业内极低热阻，低热阻值带来更好的散热和更低的结温。 DFN 8x8 封装无引脚设计，降低杂散电感，使器件可以应用于更高频率。 超薄厚度，DFN 封装厚度<1mm， 适于PD快充紧凑设计。  瑞能120W快充展示板 写在最后： 使用SiC代替传统Si二极管的优势在于效率提高，更符合节能减排的要求、可靠性提高，维护成本降低、产品尺寸更小，成本进一步降低，使产品更具有竞争力。 但同时，我国SiC SBD芯片产品化形势大好，据悉，多数企业已通过下游验证并大批量供应下游客户，产品规格非常齐全，各厂商市场推广已打响价格战。 来源：碳化硅芯观察 |
