基本半导体Pcore™2 E2B工业级碳化硅半桥模块解析

随着可再生能源、电动汽车等领域现代电力应用的发展，硅的局限性变得越来越明显。以碳化硅为代表的宽禁带半导体材料具有适合高压、大功率应用的优良特性，在650V、1200V及更高电压场景中开始发挥显著作用，成为光伏逆变器、电动汽车充电的最佳解决方案。

本期话题，给大家推荐一个超级给力的产品，那就是基本半导体面向工业应用开发的PcoreTM2 E2B工业级碳化硅半桥模块。如果你还在为传统硅基半导体的性能瓶颈烦恼，那你绝对不能错过这款产品。它不仅采用了先进的碳化硅技术，还结合了高品质晶圆工艺，简直就是高效与稳定的完美结合！

一、高性能氮化硅陶瓷基板带来的革命性好处

为改善长期高温度冲击循环引起的CTE失配现象，PcoreTM2 E2B工业级碳化硅半桥模块采用高性能的氮化硅(Si3N4)AMB陶瓷基板及高温焊料，以满足应用端对高热导率、优异电绝缘性能以及高强度、高可靠性的要求。

不同陶瓷覆铜板材料的性能对比

1高热导率与低热膨胀系数

由于氮化硅陶瓷基板的热导率远高于传统的硅材料，这意味着在高功率密度的应用中，它可以更有效地散热。此外，其低热膨胀系数确保了在温度变化时器件的物理尺寸保持稳定，从而减少了因热循环引起的机械应力，提高了模块产品的长期可靠性。

相比之下，氧化铝（Al₂O₃）虽然成本较低，但其热导率仅为20-35 W/m·K，远低于氮化硅的160-240 W/m·K。氮化铝（AlN）的热导率较高，约为170-260 W/m·K，与氮化硅相近，但在高温下，氮化铝的性能可能会下降。

2优异的电绝缘性能

氮化硅材料的电绝缘强度是硅的10倍，这使得PcoreTM2 E2B模块能够在更高的电压和频率下工作，同时保持较低的能量损耗。这对于追求高效率和高功率密度的应用来说，是一个显著的优势。而氧化铝和氮化铝虽然也具有良好的电绝缘性能，但它们的电气性能通常不如氮化硅。

3耐环境影响

由于氮化硅材料对环境因素如湿度、温度和化学物质等具有很高的抵抗力，这保证了PcoreTM2 E2B模块在恶劣环境下仍能保持稳定性能，延长使用寿命。相比之下，氧化铝和氮化铝在某些极端环境下可能会出现性能退化，尤其是在高温和化学腐蚀环境中。

二、晶圆内嵌碳化硅肖特基二极管的显著设计优势

1低开关损耗、抗双极性退化

基于碳化硅肖特基二极管的零反向恢复特性，PcoreTM2 E2B模块所采用的碳化硅MOSFET晶圆在设计时便考虑到了这一点，通过在碳化硅MOSFET元胞中内置碳化硅二极管元胞，使得体二极管基本没有反向恢复行为，大幅降低了器件的开通损耗。

这种设计有效避免了传统体二极管的叠层缺陷问题，即当逆电流流过本体二极管时，不会导致主体MOSFET管的有源区域减小和比导通电阻RDS(on)的变化。这种设计不仅降低了VF值，还防止了碳化硅的双极性退化。

2低导通压降

这一晶圆设计也使得PcoreTM2 E2B模块中的体二极管（SiC SBD）具有极低的导通压降，仅为1.35V。这比传统的硅基二极管要低得多，直接导致了更低的正向压降和更高的效率，尤其在高电流应用中更为明显。

3高速开关性能

内嵌的碳化硅二极管不仅导通压降低，而且具有非常快的开关速度。这意味着在高频应用中，PcoreTM2 E2B模块可以快速切换减少开关损耗，提高整体能效。

4高温稳定性

内嵌碳化硅二极管的碳化硅MOSFET的使用还赋予了PcoreTM2 E2B模块出色的高温稳定性。即使在极端的工作温度下，内嵌的碳化硅二极管也能保持其卓越的电气特性，确保设备在各种环境下都能可靠运行。

三、推荐应用领域

凭借这些卓越的技术特点和性能优势，PcoreTM2 E2B碳化硅半桥模块非常适合应用于以下领域：

电能质量全碳化APF/SVG的应用——体积重量成本明显下降，整机峰值工作效率提升至99%。

大功率充电桩应用——充电桩采用碳化硅模块可以增加近30%的输出功率，减少50%的损耗。此外，碳化硅还能提高单位功率密度，减小模块体积并简化电路设计，对降低充电桩成本起到重要作用。

全碳化硅高速伺服应用——更好的系统响应能力，更精准的控制，提供分立器件及功率模块。

通过以上的技术解析和应用领域的介绍，我们可以看到PcoreTM2 E2B工业级碳化硅半桥模块不仅在材料选择上具有领先优势，其内置的高性能器件也确保了其在高效能电源转换领域的领先地位。无论是对于设计者还是终端用户而言，PcoreTM2 E2B模块都是提升系统性能、可靠性和经济性的优选方案。

关于基本半导体

深圳基本半导体股份有限公司是中国第三代半导体创新企业，专业从事碳化硅功率器件的研发与产业化。公司总部位于深圳，在北京、上海、无锡、香港以及日本名古屋设有研发中心和制造基地。公司拥有一支国际化的研发团队，核心团队由来自清华大学、中国科学院、英国剑桥大学、德国亚琛工业大学、瑞士联邦理工学院等国内外知名高校及研究机构的博士组成。

基本半导体掌握碳化硅核心技术，研发覆盖碳化硅功率半导体的芯片设计、晶圆制造、封装测试、驱动应用等产业链关键环节，拥有知识产权两百余项，核心产品包括碳化硅二极管和MOSFET芯片、汽车级及工业级碳化硅功率模块、功率器件驱动芯片等，性能达到国际先进水平，服务于电动汽车、风光储能、轨道交通、工业控制、智能电网等领域的全球数百家客户。

基本半导体是国家级专精特新“小巨人”企业，承担了国家工信部、科技部及广东省、深圳市的数十项研发及产业化项目，与深圳清华大学研究院共建第三代半导体材料与器件研发中心，是国家5G中高频器件创新中心股东单位之一，获批中国科协产学研融合技术创新服务体系第三代半导体协同创新中心、广东省第三代半导体碳化硅功率器件工程技术研究中心。