SiC，30年意味着什么？

一直以来英飞凌都在积极推进创新，在功率器件领域的创新使得我们已经连续 18 年位列市场份额第一。无论是从创新还是从企业社会责任角度出发，英飞凌都会不遗余力地在碳化硅领域做出自己的贡献。

据Yole预测，碳化硅市场规模有望在2025年超过25亿美金，年复合增长率超过30%，其中可再生能源和新能源汽车等都是碳化硅极有前景的应用领域。英飞凌自1992开始着手于碳化硅的研究，在长达 30 年的时间里，英飞凌不断地进行技术打磨和沉淀，帮助新材料在新应用中快速成长。迄今为止英飞凌CoolSiC™商用已有21年，未来CoolSiC™ 碳化硅器件将继续在工业、电动汽车领域的三大板块：光伏和储能、充电设施以及各类电源应用中大有所为。

回顾英飞凌的碳化硅发展之路：

1992年起，英飞凌开始着手碳化硅的研究

1998年，英飞凌开始在大批量硅功率生产线上进行2英寸硅片技术整合

2001年，英飞凌成为全球首家推出碳化硅二极管的厂商，自此开启碳化硅的商用

2015年，实现了碳化硅从4英寸转6英寸晶圆的生产

2017年，发布1200V 碳化硅 MOSFET

2018年，通过收购 Siltectra 公司，获得了碳化硅晶圆的冷切割技术

2019年，发布了1200V的车规级碳化硅 MOSFET

2020年，

- 在光伏领域，根据客户需求，为中国市场定制化了 EasyPACK™3B 碳化硅混合模块。

- 面向全球汽车行业公开发售碳化硅HybridPACK™ Drive 模块

- 发布了1200V IPM碳化硅模块

2022年，英飞凌扩大第三代半导体的产能，将投资超过20亿欧元（合计约144亿人民币）扩大SiC 和 GaN的产能

英飞凌碳化硅解决方案如何脱颖而出？

多年来，英飞凌在碳化硅器件量产上积累了丰富的经验，同时公司内部还设立了专门的碳化硅研发加速项目。无论是新品发布，还是目标市场覆盖，英飞凌都呈现越来越活跃的态势。英飞凌已发布200款 CoolSiC™产品，超过130个型号针对客户创新需求开发，在全球范围内更是拥有超过3,000家的活跃客户。

一方面，英飞凌凭借对系统和应用的深入理解，通过与客户的紧密沟通合作，定义出满足市场需求的产品和解决方案。英飞凌为客户及伙伴带来差异化的创新方案，丰富的拓扑和灵活的芯片配置。

另一方面，英飞凌不断开发新技术，在CoolSiC™产品领域，英飞凌的工业级与车规级解决方案并行发力，横跨600V至1700V规格，同时朝着更高的电压等级蓄力发展，为客户提供全面的系统级解决方案。

在备受关注的供应链方面，近年来，英飞凌一直持续加大投资强化碳化硅供应保障，包括通过Villach工厂增加碳化硅前道加工产能、签署长期供货合约、提升生产效率保障供给等。此外，英飞凌也通过冷切割技术，为晶圆生产效率提升及供应安全保驾护航

凭借多年创新研发经验、全面且灵活的解决方案、量产和客户服务能力等优势，英飞凌近年来相关营收不断增长。

直面挑战：

首先，碳化硅在材料与工艺特性上不同于传统硅，质量和可靠性的保证是所有厂家需要面对的首要问题。英飞凌采用最新的技术，通过近 30 年的研发和实践才最终摸索出了一套立足长远、更具战略优势的技术路线，并于2021年推出了碳化硅可靠性研究白皮书，为客户全面梳理了SiC MOSFET可靠性的问题。

其次，新兴技术势必在应用方面需要更多的探索。碳化硅技术应用的能力，需要摆脱源自硅器件使用的传统经验和思维，有更多思考和实践。在为成熟行业的领先客户、领先设计做好技术服务的同时，英飞凌也在积极参与新兴行业的早期预研项目，致力于拓展碳化硅应用。

把握机遇：

于氢燃料电池领域雪中送炭

目前，氢燃料电池正在迎来一个由成长到成熟的发展阶段，该行业的快速成长期或许就在未来不远处。在这应用中，高速空压机的转速会达到10 万转以上，光靠硅器件实现30kW以上的高速电机比较困难，因此碳化硅的发展和成熟，对于氢燃料电池行业来说无疑是雪中送炭。同时，碳化硅也是燃料电池大功率DC-DC 转换器不二的选择……

查看原文： https://www.dianyuan.com/eestar/article-8180.html

SiC MOSFET产品质量认证与寿命评估方法

我们将以白皮书的形式介绍碳化硅MOSFET栅极氧化层可靠性，交流和直流偏压温度不稳定性，体二极管退化，抗短路和宇宙射线能力，产品标准和汽车级认证等8大话题，全文3万多字。

今天我们继续讲解

《碳化硅产品级别的质量认证》

1. 根据实际应用条件进行超越当前标准的测试

对分立器件和模块，均按相关标准进行常规检测，其中包括HTRB、H3TRB和HTGS。这些试验对于技术的发布是必不可少的，结果被记录在发布每种产品主页上的PQR（产品合格报告）中。

为确保英飞凌新的CoolSiC™ MOSFET具有超越这些标准的运行可靠性，所有标准试验一次至少进行3000h，以检验英飞凌的新技术在远远超出必要的标准条件时所具有的可靠性。在任何这些试验中都未发现系统的EoL机制，这表明英飞凌的CoolSiC™ MOSFET具有很高的可靠度。

近些年，许多应用开始要求器件具备超越标准H3TRB条件的湿度稳定性。必须采取芯片级别的措施来防止功率器件因为湿度原因发生退化，且必须设计实验来加快验证这些措施的有效性。在IGBT模块中可以看到在这些条件下的不同退化机制，如金属腐蚀或枝晶生长。在标准的H3TRB质量认证试验中，根据，是在T=85°C、相对湿度RH=85%及VDS=80V的条件下确保器件能够不受这些失效机制的影响。如前所述，这些试验条件不足以确保所有应用在长期内保持可靠。如果分析应用条件时发现存在极端恶劣的条件，则必须进行附加试验。如今是在80%的最高漏源极电压下进行湿度试验（HV-H3TRB），以确保器件能够长期可靠地运行。对于IGBT模块，文献指出进行1000h的这些试验足以确保使用寿命达到25年。

由于SiC器件的终端尺寸变小——因为材料的阻断能力更强，所以必须使用足够可靠的特殊钝化技术，它们不仅要能承受在这些试验中使用的极端条件，还要能在实际应用中正常运行。为证明英飞凌的SiC芯片在整个生命周期中拥有可靠的性能，在对英飞凌的CoolSiC™ MOSFET进行质量认证时进行了H3TRB和HV-H3TRB。

无论是在H3TRB还是在更具挑战性的HV-H3TRB试验中，都未发现退化机制。例如，在HV-H3TRB试验之前和之后的I-V曲线显示在图24中。漏电流的增长不超过1uA。在图24右侧显示的漏电流监测中也可以看到这一点，它通常也被用作表明开始退化的指标。由于漏电流不随应力增大，所以器件显然没有显示出在应力下开始退化的迹象。为了找出英飞凌SiC器件潜在的新失效机制，利用由300颗芯片组成的大统计样本进行最长达到3000h的试验，其中没有发现系统的EoL机制。如果用Si芯片的资料推算的话，则有超过75年的安全现场运行时间。

此外，我们还在脉冲高压湿度条件（PHV-H3TRB或动态HTRB）下检验了我们的器件，其中没有发现退化迹象。由于HV-H3TRB所用的固定电压更高，因而被视为更严苛的试验，所以在产品发布前没必要进行PHV-H3TRB。

图24.左图显示的是施加应力之前（蓝色）和之后（绿色）的漏电流。右图显示的是在施加应力期间实测的漏电流。

表1总结了英飞凌对含有SiC MOSFET的功率模块进行的所有长期可靠性试验。通过在更长时间内进行这些试验，英飞凌已经证明，我们新的CoolSiC™ MOSFET在表1所示的试验条件下未被触发出未知的失效模式。为保证在现场条件下能够可靠地运行，验证的应力时间结合严格的通过/失效标准足以满足要求。

对于采用分立器件进行的可靠性试验，高运行温度或模压化合物可能对器件在应力作用下的长期稳定性产生额外的影响。因此，进行了许多超越标准条件（如JEDEC或AEC指南）的应力试验。特别要提到的是，动态应力试验很重要，因为它们可能触发在遵循标准的静态试验中观察不到的失效机制。例如，给栅极氧化层施加负栅-源极电压应力的HTRB，或者给终端施加应力的高dv/dt试验，在施加应力之后未能显示出对器件性能的任何显著影响。试验结果表明，CoolSiC™ MOSFET技术对温度、电压、湿度和动态应力都有很好的耐受性。下列表2总结了对采用TO247封装的CoolSiC™ MOSFET进行的试验。

表2.采用TO247封装的、1200V电压等级的CoolSiC™ MOSFET进行的可靠性试验。在所有试验中都未发现任何系统的寿命终期失效机制……

查看原文： https://www.dianyuan.com/eestar/article-8197.html

Allegro显示/隐藏部分飞线&网络分组

在Layout时，Allegro合理使用显示/隐藏部分飞线&网络分组，可以方便我们优化布局布线。

网络分组：

Find By Name里先选择Net->然后点击More

点击需要分成一组的网络，然后点击Apply。

可以看到刚才移到右边的网络已经高亮选中，然后点击Edit，然后选择Properties。

出现以下窗口，左边窗口选择Bus_Name，右侧输入分组名称，然后点击Apply。

然后可以选择具体网络分组：

显示/隐藏部分飞线:

选择Show Rats -> Of Selection。

显示出选中网络分组的飞线……

查看原文： https://www.dianyuan.com/eestar/article-8247.html

KUKA机器人全局位置点的创建

我们在做一些码垛项目时，一般就示教几个基本位置点，其他的码垛位置点都是在基本位置点上进行偏移计算的，所以有时为了方便我们会把几个基本位置点放在一个程序里面，但是其他的程序也可以任意使用这些位置点。

正常我们创建的Modul，例如上图的A,B,C三个程序，除了里面的Home位置点是全局的，其他的点位都是局部的。（Home点是在Config.dat文件中定义的）。

上图A,B,C三个程序中的P_PICK是局部位置点，修改任意程序中的P_PICK位置点都不会改变其他程序中的P_PICK的位置信息。

那么怎么样创建全局的位置点呢？

在创建Modul时会生成两个文件src和dat，在src文件中进行程序编辑，添加运动指令记录机器人位置点，所有的位置点都在dat文件中生成具体的位置信息。

那么，首先定义dat文件为公用的（PUBLIC），再定义位置点为全局的（GLOBAL）,如下图所示处理，把A定义为全局的。

这样A,B,C三个程序中的P_PICK位置点就是同一个位置点，修改任意程序中的P_PICK位置点都会改变其他程序中的P_PICK的位置信息……

查看原文： https://www.dianyuan.com/eestar/article-8214.html

实验 | 我们的城市为什么越来越热？

全球气候在变暖，我们焚烧石油，煤炭等化石燃料，产生了大量二氧化碳等温室气体，导致全球气候变暖，尤其大陆气温升高，城市变得越来越热。

图：上海前滩的夜晚，被太阳晒热的建筑

热岛效应

夏天天太热，在阳光下火辣辣的，大家一定会抱怨太阳太猛。但你知道吗？上海的夏天越来越热不能怪太阳，大城市自身散发的热量可以高达来自太阳辐射热量的五分之二。

城市中心气温一般比周围郊区高1℃左右，最高可达6℃以上，上海最高气温经常逼近历史最高点。7月15日上午10点，上海市中心温度34.6度，而郊县的东滩湿地才29.4度，市中心竟然热5.2度，你到市中心去逛逛，实际的体感温度会比气象台官方温度更高，这就是城市热岛效应。

为了探究城市热岛效应的秘密，我带着电力电子实验的温度热成像仪，沿着淮海路一路走到上海市中心气温的标杆地——徐家汇，寻找上海热岛的根源。

城市热岛效应主要是来自于大楼和柏油马路对太阳辐射热的吸收和城市内部林立的大楼中的空调设备排出的热空气。

大楼不断向高空发展，河流沿岸被建筑物覆盖，遮挡住了空气的流动，加剧了城市内部的高温化。

同时城市人口密集、商场饭店及车辆排热、居民生活耗能的热量，多管齐下，火上浇油。

燃油汽车到电动汽车

城市“热岛病”，首先要归罪于汽车，燃油汽车效率低下，发动机最高效率在40%，能治这城市病的只有电动汽车，电动汽车的效率轻易可以做到70%-80%。

图：纯电动轿车发动机前舱装有电机驱动器，但发热小，温度很低

图：柴油大客车后置发动机大片高温源和电动大客车清凉的后背

燃油汽车中的发动机和水箱是热源的主要部分，大客车的额定功率大约80千瓦，效率按40%计，发热量高达58千瓦，热量通过发动机，水箱和废气排放到城市里，温度在95度以上。电动汽车最热部分是电机驱动器中的IGBT芯片，整辆公交车只需要3个EconoDUAL™3 IGBT模块就可以推动满载的公交大客车，其中核心是18片2平方厘米120微米厚的IGBT芯片，在额定功率运行时，总的发热功率小于1000瓦，芯片温度不会超过80度，效率非常高。这样的发热量就相当于3位乘客跟着后面跑的发热量……

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