低损耗、使用简便、高可靠性——罗姆半导体第四代碳化硅产品技术分享

近日，罗姆半导体（以下简称罗姆）举办了线上媒体交流会，分享了罗姆的最新企业动态，以及第四代碳化硅产品和技术演讲。

业绩长虹 持续增长

罗姆半导体（上海）有限公司市场宣传课高级经理张嘉煜先生，首先基于2022财年（2022年4月1日~2023年3月31日）上半期财报给媒体进行了简要说明。

2022年上半财年罗姆整个集团的销售额为2600亿日元左右，其中营业利润504亿日元，纯利润521亿日元。在市场领域方面，罗姆在汽车领域、工业设备领域以及计算机和储存设备领域都有20%以上的增长。在国家与地区方面，罗姆在日本本土增长了近10%，在中国大陆增长了21.6%，在欧洲有近33%的增长比例。

基于上半年的实际情况，罗姆对全年销售情况进行了预测，从2022年的4月份到2023年的3月份预估整体销售额5200亿日元。营业利润900亿日元，纯利润800亿日元。和上一年相比有10%-40%增长的预期。在市场领域方面，预估汽车市场还是增速比较快的领域，整年的销售额增长会在24%以上，其次是计算机和存储设备能达到20%，工业领域也能有10%的增长。国家与地区方面，整年的预估中国销售额的增长会在30%以上。

面对非常大的碳化硅市场，罗姆销售额目标是在2025年度大于1100亿日元。这是因为市场在不断扩大，罗姆预计从2024-2026三个年度有近9000亿日元的市场有待开拓。为了实现这样的目标，罗姆正在不断地进行碳化硅方面的投资，预计在2021-2025这五年投入1700-2200亿日元。

业界超小的标准导通阻抗、低损耗、使用简便、高可靠性

接下来罗姆半导体（上海）有限公司技术中心副总经理周劲先生分享了第四代碳化硅产品和技术演讲。

罗姆从2000年开始研发碳化硅产品，有着20多年的历史。罗姆在2010年在全球首家进行碳化硅SBD和MOSFET的量产，之后在2021年发布了第4代的沟槽SIC MOSFET，2023年实现导8英寸碳化硅衬底的量产，之后还有牵引功率模块的产品。

罗姆主要的市场在电动汽车方面，OBC、DCDC、主驱动器包括燃料电池相关的一些电气设备方面都会有比较广泛的应用，也是占罗姆销售额比较大的占比。另外是工业领域，工业机器大型电机、感应加热器、高频加热器、电池检验设备等等，今后在太阳能新能源上面，太阳能、蓄电活动、UPS以及服务器、基站包括通信业务的展开也是罗姆着力推广的新方向。

第4代碳化硅是罗姆在2021年实现量产的产品，通过业内先进的低导通电阻技术，根据元件的设计，沟槽的结构强化，沟槽设计，导通电阻（RonA）能够在第4代相较于原来的第3代下降40%，今后的计划是2025年、2028年分别再降30%，实现第5代、第6代产品。另外，将增加晶圆的直径，提高生产效益。

罗姆的碳化硅产品RonA低导通阻抗不断进化，从2代到第3代降了50%，从第3代到第4代，目前已经实现的第4代相比第3代降了40%。在耐压方面同样如此，3代产品中650V系列的耐压，第4代品从650V提高到750V。在高温的条件下同样能够实现业内超小的低导通RonA。低损耗、使用简便、高可靠性是罗姆第4代产品的代表特征。

首先介绍低损耗的情况，第4代跟罗姆的第3代新产品的对比，通过把标准导通阻抗降低，目前实现了40%的降低，同样尺寸的芯片，第3代大约是30毫欧的话，第4代能够实现18毫欧的导通阻抗的降低，导通损耗会同样降低40%的水准。

另外的一种情况是改善开关特性，罗姆把导通阻抗降低之后，同样的电流情况下，同样的导通阻抗情况下，芯片的尺寸会降低，带来的好处是寄生的电容都会被降低，开关特性会比较容易能够实现高速的开关特性。从损耗的角度来讲，当中的导通损耗的降低大约有53%，衍生出来的损耗降低就是发热能够减少很明显。

第二个特征是使用简便，首先栅极的电压会推进8-15V可以与IGBT等等目前广泛应用的栅极驱动电路，可以去等同的使用。另外，无负压驱动可以简化电路设计，降低系统损耗。罗姆第4代SiC MOSFET门限电压较高，0V可有效关断，同时寄生电容的减小，也会抑制器件的误开启。

可靠性也得以进一步的提高，标准导通阻抗跟短路耐受时间是折中的考量，RonA减小带来的风险直接是SCWT变短，罗姆实现了通过减小饱和电流去实现优化这两个参数的折中，第4代产品降低了饱和电流值，能够实现短路耐受时间的延长。

罗姆碳化硅第4代产品的典型应用包括：车载充电器、光伏逆变器和电源方面的应用。未来，第5代的产品会投入研发，预计2025年会推出相应的产品，碳化硅模块也会有相应的产品，让我们拭目以待。