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意法半導體推出促進環境保護功率晶片

  • 賴品如

意法半導體推出可促進環境保護並擁有高溫性能的功率晶片。

意法半導體(STMicroelectronics,簡稱ST)推出一系列新的先進產品。新產品讓電源設計人員能夠提高太陽能逆變器和電動車、企業運算(enterprise computing)和工業馬達驅動器(industrial motor drives)等諸多應用的能效。

意法半導體率先研發出工作溫度可高達到200℃的高壓碳化矽(silicon carbide,SiC)功率MOSFET。碳化矽固有屬性使其比傳統矽功率電晶體節省至少50%的能源,而且產品本身的尺寸更小且其崩潰電壓(breakdown voltage)更高。這項技術被視為持續改善系統能效、微型化和成本最佳化的一項重要開發。

電腦機房和資料中心居高不下的用電成本讓能效成為許多IT管理高層首要關注的問題。用碳化矽元件代替普通矽開關,有助於提高功率電源的能源利用率(Power Usage Effectiveness;PUE),PUE是衡量資料中心能效的指標。根據電腦產業拯救氣候行動組織(CSCI, Climate Savers Computing Initiative)的數據顯示,到2015年,高能效網路系統設備可節省50億美元的能源開支,減少3,800萬噸的CO2 排放量。

碳化矽MOSFET還能用於太陽能逆變器,代替傳統的高壓矽絕緣閘雙極性電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor;IGBT)將太陽能電池的DC轉換成AC併入電網,無需任何特殊的驅動電路。此外,因為工作頻率高於IGBT,碳化矽MOSFET可縮減電源裝置的其它元件尺寸,從而降低電源成本,提高能效。

在電動車領域,碳化矽元件可大幅提高能效,降低汽車動力系統的尺寸。作為美國能源部與汽車工業的合作組織,美國汽車動力系統電氣電子技術研發小組(DRIVE Electrical & Electronics Technical Team)呼籲,到2020年,將汽車動力系統能耗降低大約二分之一,同時降低尺寸至少20%。該小組的開發藍圖將寬能隙(wide bandgap)半導體材料(即碳化矽技術)列為提高功率轉換效率的重點技術,並使該項技術能夠在更高的工作溫度下更安全可靠地工作。與普通矽元件和競爭對手的碳化矽MOSFET相比,意法半導體的碳化矽元件耐溫性能更高(200℃),從而有助於簡化汽車冷卻系統的設計。

意法半導體的新1200V碳化矽功率MOSFET SCT30N120的樣品已上市,預計在2014年6月投入量產。新產品採用意法半導體獨有的HiP247封裝,該封裝外形尺寸與工業標準封裝相同,特別針對耐高溫性能進行了最佳化設計。