Leistungselektronik SiC/GaN
SiC- und GaN-Epi-Ready-Substrate für Hochspannungs-MOSFETs und HEMTs.
Übersicht
Wide-Bandgap-Halbleiter — SiC und GaN — verändern die Leistungselektronik grundlegend. GINECHIP liefert hochwertige SiC- und GaN-Substrate für Hochspannungs- und Hochfrequenzanwendungen, von EV-Traktionswechselrichtern bis zu Rechenzentrums-Netzteilen, selektiert nach niedrigster Defektdichte für maximale Zuverlässigkeit.
Wir liefern branchenführende Qualität und Präzision — jedes Wide-Bandgap-Substrat wird mit vollständiger Materialzertifizierung und Losrückverfolgbarkeit geliefert.
SiC-Bauelemente
SiC-Leistungs-MOSFETs
Hochspannungs-SiC-Leistungs-MOSFETs bieten niedrigen Durchlasswiderstand und schnelles Schalten für Anwendungen von 650V bis 3,3kV, mit planaren oder Trench-Gate-Architekturen, optimiert für Elektrofahrzeuge und industrielle Leistungswandlung.
SiC-Schottky- & JBS-Dioden
Unipolare SiC-Schottky- und Junction-Barrier-Schottky-Dioden (JBS) bieten eine nahezu vernachlässigbare Sperrverzögerungsladung und robuste Überlastfähigkeit, wodurch höhere Schaltfrequenzen und kleinere passive Bauteile ermöglicht werden.
SiC-Leistungsmodule
Halbbrücken- und Six-Pack-SiC-Leistungsmodule integrieren mehrere Chips auf AlN- oder Si₃N₄-DBC-Substraten für Wechselrichter mit hoher Leistungsdichte von 10kW bis über 300kW.
GaN-Bauelemente
GaN-Leistungs-HEMTs (E-Mode)
Enhancement-Mode p-GaN-HEMTs auf 200mm-Silizium vereinen extrem niedrige Gate-Ladung mit Schaltfrequenzen im Megahertz-Bereich und reduzieren Leitungs- und Schaltverluste in kompakten 100V- und 650V-Leistungsstufen.
Vertikale GaN-Leistungsbauelemente (F&E)
Vertikale und laterale CAVET-Strukturen auf semi-isolierendem 4H-SiC zielen auf Sperrspannungen der nächsten Generation von 1,2kV bis 10kV ab und nutzen die Wärmeleitfähigkeit von SiC für die Entwicklung von Hochstrom-F&E-Bauelementen.
GaN-Leistungs-ICs
Monolithisch integrierte GaN-Leistungs-ICs vereinen FET, Gate-Treiber und Schutzschaltung auf einem einzigen Chip und ermöglichen Schaltfrequenzen bis zu 10MHz für kompakte 48V- bis 650V-Leistungswandler.
Materialvergleich
| Eigenschaft | Si | SiC | GaN |
|---|---|---|---|
| Bandlücke (eV) | 1.12 | 3.26 | 3.39 |
| Kritisches E-Feld (MV/cm) | 0.3 | 2.8 | 3.3 |
| Elektronenbeweglichkeit (cm²/V·s) | 1,400 | 1,000 | 1,250 (bulk) / 2,000 (2DEG) |
| Wärmeleitfähigkeit (W/cm·K) | 1.5 | 4.9 | 1.3 (bulk) / 4.9 (on SiC) |
| Baliga-Gütezahl | 1 | 340 | 870 |
| Max. Sperrschichttemperatur (°C) | 150–175 | 200–250 | 200–250 |
| Waferdurchmesser | 200mm, 300mm | 150mm, 200mm | 200mm (on Si) |
Die oben genannten Spezifikationen basieren auf Standardprodukten. Kundenspezifische Spezifikationen auf Anfrage.
Anwendungen
SiC-MOSFETs reduzieren Schaltverluste in Traktionswechselrichtern und Onboard-Ladegeräten, erhöhen die Reichweite von Elektrofahrzeugen und verkleinern das Thermomanagementsystem.
Hochspannungs-SiC-Bauelemente ermöglichen kompakte, hocheffiziente Leistungsstufen für DC-Schnellladestationen mit über 350kW.
GaN- und SiC-Leistungsbauelemente erhöhen die Effizienz und Leistungsdichte von Netzteilen und senken Energiekosten und Kühlanforderungen in Hyperscale-Rechenzentren.
Wide-Bandgap-Bauelemente verbessern den Wandlungswirkungsgrad und reduzieren die Größe passiver Bauteile in String- und Zentralwechselrichtern für Solaranlagen.
SiC-basierte Antriebe bieten höhere Schaltfrequenzen und präzisere Drehmomentregelung für Industriemotoren und Robotik.
GaN-Leistungsstufen unterstützen kompakte, hocheffiziente Basisstations- und Grid-Edge-Leistungswandlung für die Telekommunikationsinfrastruktur der nächsten Generation.
Substratqualität
Unsere Substrate in Leistungselektronik-Qualität bieten überragende Oberflächenqualität mit < 5 Partikeln bei 0,2μm, TTV < 2μm und einer Oberflächenrauheit < 0,2nm RMS. Diese Spezifikationen sind entscheidend für epitaktisches Wachstum mit geringer Defektdichte und hohe Bauteilausbeute.
Alle Substrate durchlaufen eine strenge Eingangsprüfung, einschließlich AFM-Oberflächenrauheitsmessung, spektroskopischer Ellipsometrie zur Schichtdickenverifikation und Laser-Partikelscanning. Jeder Lieferung liegt ein Konformitätszertifikat bei.
Zuverlässigkeit
Umweltzuverlässigkeitstests umfassen Temperaturwechsel, HAST, Hochtemperaturlagerung und mechanischen Schock gemäß MIL-STD- und JEDEC-Standards. Gebondete Waferpaare werden für die anwendungsspezifischen Umweltbedingungen qualifiziert.
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