SiC（シリコンカーバイド）

炭化ケイ素 (SiC) デバイスは、いわゆるワイドバンドギャップ半導体のグループに属しています。一般的に使用されるシリコン (Si) に比べ、高耐圧パワー半導体において数多くのの魅力的な特性を実現しています。特にSiCのきわめて高い絶縁破壊電界強度と熱伝導率により、Siよりもはるかに優れたデバイスの製造が可能です。こうして、設計において到達しがたい効率レベルを実現が可能です。

ラインアップは、CoolSiC™ MOSFET モジュール、CoolSiC™ MOSFETディスクリート、 CoolSiC™ ショットキーダイオード、CoolSiC™ ハイブリッドモジュールで構成されています。お客さまの設計に、最適な EiceDRIVER™ を組み合わせてご活用ください。

高速シリコンベースのスイッチとSiCダイオードの組み合わせは、しばしば「ハイブリッド」ソリューションと呼ばれます。ここ数年でインフィニオンは数百万個のハイブリッドモジュールを製造し、ソーラーやUPSなどのアプリケーションにおいて、様々な顧客製品に搭載されています。インフィニオンのCoolSiC™ MOSFETは、アプリケーションでの最小損失、動作時における最高の信頼性の両方を実現するように最適化された最先端のトレンチ半導体プロセスで製造されています。

革新的な炭化ケイ素（SiC）技術に、システムに対する広範な理解、同クラス最高のパッケージ技術、卓越した製造技術を組み合わせることにより、インフィニオンのCoolSiC™を使用すれば、最高のシステム・コストパフォーマンス比の画期的な新製品設計の開発が可能です。

シリコンカーバイド（SiC）トランジスタが、コンパクト化、軽量化、高効率化が求められるパワーコンバータにますます使用されるようになっています。ぜひ本白書でお読みください。SiCは優れた特性を持つ材料で、バイポーラIGBTデバイスとは対照的に、高速スイッチングのユニポーラデバイスの設計が可能です。したがって、低電圧(600V未満)でのみ可能だったソリューションが、高い電圧でも実現できるようになりました。
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高度な設計は、重要なベンチマークパラメータとして、特定のオン抵抗の分野に注力しています。ただし、これには抵抗やスイッチング損失などの主要な性能指標と、十分な信頼性など、実際のパワーエレクトロニクス設計の付加的な側面との間で、適切なバランスを見出すことが欠かせません。
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エネルギースマートな世界に向けた次のステップは、炭化ケイ素(SiC)ベースのパワー半導体ソリューションで、劇的な電力変換システムの改善を表しています。

インフィニオンが、リリース過程でいかにSiCベースのパワー半導体を管理し、信頼性を保証し、必要な製品寿命と品質要件を達成しているのか、詳細をお読みください。

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SiCウェブフォーラムは、コミュニティとのアイディア交換や、インフィニオンのSiC専門家にアドバイスを求めて頂くことで、CoolSiC^TM MOSFETモジュールやディスクリートの経験を共有するためのプラットフォームです。

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CoolSiC™ MOSFETのような超高速スイッチングのパワートランジスタは、絶縁ゲート出力部を使うと取り扱いが容易です。その最適解としてインフィニオンのコアレストランス技術に基づくガルバニック絶縁EiceDRIVER™ ICを勧めします。

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ここ数年で、SiCベースのパワー半導体ソリューションの利用が大幅に増加しています。まさに信頼性の革命です。こうした市場拡大の原動力には、省エネ、小型化、システム統合、信頼性の向上などのトレンドがあります。

今後数年で、SiCソリューションは産業用ドライブやトラクションドライブなど、他のアプリケーション分野にも拡大していきます。その理由には、電力効率の向上だけでなく、ヒートシンクの必要性を低減することによりパッケージの小型化が可能になるなど、市場が電力損失を削減しようとしていることにあります。SiCは、すでにハイエンドならびにニッチなソリューションに使用されています。今昨今ではこうした利点を活かした設計で、特定のアプリケーション分野でシステムコストを削減しています。

CoolSiC™ MOSFET 1200V による急速EV充電

CoolSiC™ MOSFET は、同じ充電ステーションで充電時間を半分に短縮するとともに、フットプリントを削減します。800VのDCリンク電圧に対して、1個の1200V SiC MOSFETで十分に対応できます。電力密度が2倍になり、スイッチ部分の電圧を2倍にできるので、Siソリューションと比べて部品点数を50%削減できます。Coss低下により導通損失およびスイッチング損失が50%低減するため、全体的な効率が向上し、冷却の簡素化が可能になります。

CoolSiC™ MOSFET 1200V による太陽光発電アプリケーション

CoolSiC^TM MOSFET であれば、同じインバータ重量でストリングインバータの電力を2倍にすることができます。CoolSiC™では電力密度が50kW（Si）から125kW （SiC）へ2.5倍に増加しますが、その重量は80kg未満なので、2人の組立作業員で運搬できます。また、高い動作温度での効率低下は、Siソリューションと比べて大幅に減少しています。99%を超える最大効率をご活用ください。

CoolSiC™ MOSFET 1200V による産業用電源アプリケーション

インフィニオンのCoolSiC™ MOSFETは、きわめて高い効率を実現し、オンラインUPSシステムの24時間年中無休稼働において、エネルギー損失を半分に低減します。ヒートシンクとフィルタを削減できるので、電源本体、設置面積、筐体を小さくすることができます。大電力UPSでCoolSiC™ MOSFETを使用すれば、5年間の稼働時間に対する総保有コスト（TCO）を改善できます。きわめて高い効率レベルを達成することにより、冷却要件を低減し、保守およびサービスコストを節約できます。

CoolSiC™ MOSFET 1200V によるサーボドライブ

CoolSiC™ MOSFETは、次世代のサーボドライブ設計の原動力となります。スイッチング損失の50%以上低減および抵抗動作での低電流導通損失の80%低減によって、最大80%の全損失低減を実現しています。自然空冷で十分であるため冷却ファンは不要になります。したがって、保守作業も最小限で済みます。また、CoolSiC™は、モータとドライブの一体化を実現し、配線を簡素化します。 

CoolSiC™ MOSFET 1200V によるエネルギーストレージシステム

インフィニオンのCoolSiC™ MOSFET 1200Vは、損失を50%低減し、余剰エネルギーを生み出します。エネルギーストレージシステムの全体システムコストの大部分をバッテリバンクが占めているので、スーパージャンクションMOSFETから1200V CoolSiCTM MOSFETに変更することにより、バッテリサイズはそのままで約2%の余剰エネルギーを生み出すことができます。

インバータアプリケーション向け車載用CoolSiC™ MOSFET 1200V

車載用CoolSiC™ MOSFET 1200Vは、低スイッチング損失と低導通損失（軽負荷時）により、トラクションインバータアプリケーションにおける高効率化を実現します。HEV（ハイブリッドカー）およびPHEV（プラグインハイブリッドカー）ではCO₂排出量の低減に役立ちます。BEV（純電気自動車）においては、バッテリーサイズに応じて走行距離が最大で10％向上します。言い換えれば、同じ走行距離であれば、 バッテリーサイズを小型化できます。    

オンボードチャージャー（OBC）アプリケーション向け車載用CoolSiC™MOSFET 1200V

車載用CoolSiC™MOSFET 1200Vの低いスイッチング損失は、一般的に高速スイッチング、高周波スイッチングアプリケーション（65kHz超）であるオンボードチャージャー（OBC）システムにとって、きわめて魅力ある特長です。これにより、高効率設計が可能になるだけでなく、受動素子の小型化による高電力密度を実現するため、より高いスイッチング周波数を利用できる可能性もあります。 さらに、MOSFETチャネルは、順方向と逆方向の両方に電流を伝導できるため、効率的な双方向充電を実現できます。