【FAQ】ST 宽禁带高性能碳化硅与氮化镓产品和技术及不同应用案例分享

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【FAQ】ST 宽禁带高性能碳化硅与氮化镓产品和技术及不同应用案例分享 [复制链接]

 

直播主题：ST 在宽禁带高性能碳化硅（SiC）与氮化镓（GaN）产品和技术及不同应用案例分享

 

内容简介：本次直播着重于ST会连同安富利公司对宽禁带器件SiC和GaN产品及技术介绍、特别介绍了最新的MasterGaN和VIPerGaN的竞争优势，同时也分享和探讨了相充电器/适配器等应用案例及技术细节。

 

直播讲师
龙龙｜ST 工业及电源转换产品部技术市场经理
潘虹｜ST 功率器件部市场经理
张杰｜ST 工业及电源转换产品部技术市场经理
梁庆云｜安富利电子高级市场部经理

 

FAQ详情

1、可以申请60W充电器测试吗
A：60W充电器暂时还没有合适的demo
2、常见的快充65W是一个规格，67W是什么情况
A：65W是符合USB PD标准的20V/3.25A最大输出
3、GaN 的材料特性是？
A：GaN的特性是宽带隙，高电子迁移率，从而使得其有更小的Qg和更小的寄生电容
4、GaN开关频率最大可以做大多大？
A：MasterGaN支持最大1MHz的开关频率，可以满足绝大多数应用
5、SiC管驱动VGs电压一般在何种应用场合需要用到负压？或者说在哪种场合不需要负压？
A：SiC MOSFET的Vgs门限电压比较低，因此对驱动电路的设计要求较高，如PCB layout、驱动电路设计等；特别是在高速开关的应用中，电流、电压的快速变化会引起尖峰。我们可以选择带有miller钳位的驱动IC来抑制这个尖峰，这样是可以不用负压的。
6、请问SIC在高压高温下的特性如何？
A：SiC MOSFET的规格书中，我们可以到Rdson与温度的关系曲线，其Rdson随温度增加的程度远远低于Si MOS，因此又利于散热设计，可以减小散热器的体积。
7、SiC和Si方案可以使用相同的驱动方式吗？
A：SIC MOS的驱动电压要比Si MOS更高，从而获得更低的导通阻抗，另外由于SiC MOS的门限电压要比Si mos要低。另外，两者的Vgs耐压范围不同。
8、氮化镓和碳化硅主要用于充电器吧？
A：SiC MOS也可以用在大功率的逆变器和功率转换的应用上面。不仅在中小功率的充电器，在中功率比如3KW的服务器电源上SIC和GAN都有应用
9、请问通信计算时，sic如何发挥更好的效果？
A：SiC 可以用来设计更高功率密度的整流器和开关电源功率模块。
10、用在射频通信上也可以吧
A：SiC和GaN 用在功率转换的部分比较多，射频功率放大主要用砷化镓材料的半导体比较多。
11、sic和GaN是否也有哪些性能短板呢？
A：SiC和GaN功率管更容易受到干扰，对驱动电路的设计要求更高。所以将驱动电路和功率管封装在一个芯片里面会更方便应用。
12、sic貌似出场了，si就退居二线了，过渡期多久？
A：SiC和Si有各自的优点，在不同的应用中的需求不同，因此这两种产品还会共存。
13、SiC和SiC MosFET有差别吗？
A：SIC是一种材质，基于这个SiC的有二极管，也有MOSFET；不同的产品应用场合不同。
14、SiC及GaN成本分析
A：Si衬底的GaN产品是性价比的最优选择
15、意法半导体提供整个解决方案吗
A：ST 创新中心有设计一些常见应用的电源和电机驱动的方案，其中也包含一些基于宽禁带半导体的参考方案。
16、ST有相应的驱动管理模块吗？相对应的型号如何？
A：ST 有相应的驱动IC，可以访问ST 官网了解更多详细信息。
17、Slc与GaN产品，数据手册可到哪儿查看方便点
A：ST官网。
18、前一段时间ST32线上技术周的课件资料可以下载幺
A：ST官网稍后会有资料下载。
19、意法有配套的驱动芯片吗？
A：ST有相应的驱动芯片，可以访问ST官网了解更详细的产品信息。
20、VIPerGaN50开发板带有USB-C 供电端口吗？
A：ST有一个基于VIPerGaN的PD快充的完整参考方案，可以支持USB-C输出
21、ST方案应用在多大功率以上能体现优势？价格怎么样？
A：ST在各个功率段都有高性价比的产品及解决方案，可以在ST官网详细了解产品资料
22、VIPERGAN50 使用与MASTERGAN 系列如何选择？分别适用什么场景？
A：VIPERGAN是控制器与氮化镓合封的产品，MASTERGAN是半桥的氮化镓功率器件，两款产品应用在不同的拓扑电路
23、安福利在这两类产品代理上主要扮演什么角色？
A：安富利电子有代理这两类产品，目前和ST原厂创新中心联合推广GaN和MasterGaN产品方案，在SiC MOS方面也紧密和原厂一起配合将产品导入到客户的项目中。已经在重要的客户中批量出货。
24、安富利主要代理哪些产品
A：安富利电子在国内可代理代理ST全线产品。本次研讨会中讨论到的产品也都有涉及，且是重要的合作伙伴。谢谢。
25、是不是氮化镓没有针对小功率低压场景应用的？
A：不确定您的功率及电压范围是多少
26、是否有MCU直驱GaN可能？
A：不适合MCU直驱，推荐使用内置驱动的MasterGaN系列产品
27、请问一下是否有应用于工业电源的案例，因为目前的GaN主要常见用于消费品
A：部分工业类的头部企业正在评估我们的氮化镓产品，在不久的将来会看到
28、碳化硅和氮化镓的应用，能否像以往的那种半导体，更加广泛使用，而不是限于电源应用类？
A：氮化镓产品已经广泛应用于射频领域
29、氮化镓产业链现在处于什么时期。成本偏高
A：氮化镓产品正处于快速上升期，成本会随着规模化生产迅速降低
30、SiC及GaN应用场景区别？
A：氮化镓更加适合650V及以下的应用，碳化硅更加适合1000V以上的应用
31、对应用工程师的工作有什么优势，设计变简单了？
A：氮化镓芯片化的设计，例如MasterGaN将驱动和功率管封装在一起，可以让应用工程师使用氮化镓功率管变得简单
32、氮化镓负压驱动对VDS耐压是否有影响？
A：负压驱动会导致氮化镓的反向导通压降剧增，对于LLC等需要反向导通的应用场合不利
33、目前GaN应用中开关频率远低于GaN支持的开关频率，是受什么限制，是高频磁性材料幺
A：高频磁性材料确实是一个限制因素。另外一个也是基于电源整体性能的考虑，追求极致的高开关频率能带来的是更小的体积，但是对整体的损耗，效率，散热会带来影响，所以目前的应用是一个对整体性能的考虑。
34、听说SiC需要更高的门极驱动电压？
A：更高的驱动电压可以达到更好的性能。
35、碳化硅（SiC）与氮化镓（GaN）产品优点有什么,在温升上有何优点,
A：工作开关频率高，开关损耗小，导通阻抗小，耐压高，功率密度大。
36、易被干扰主要指哪些？
A：工作开关频率较高，所以对EMI有一些影响。
37、氮化镓（GaN）支持最高的工作频率？
A：功率管的最高工作频率跟其应用条件有关。目前氮化镓功率管有做到1MHZ开关频率的应用。
38、SiC与GaN那个有前途
A：共存并且应用在各自擅长的领域
39、67W快充有整体方案吗
A：很快会推出，请持续关注ST官网，可以在ST官网搜索ST-ONE
40、MasterGan 后面的数字越大是不是产品功能越强？
A：后面的数字与性能无关，具体性能建议参考具体的数据手册
41、小型设备，目前支持的最大充电功率是多少
A：简单而言45W到200W都有合适的产品可以适用。
42、在传统的MCU领域，无法使用sic和GaN技术吗？
A：建议在MCU和SiC，GaN之间加入驱动电路来驱动。
43、这个GaN可以做车规幺
A：今天介绍了两款氮化镓产品都是非车规的产品
44、宽禁带这里是啥意思
A：禁带是bandgap，主要是开关管中的电子跃迁层级。更宽的禁带可以让产品耐压更高，在导通以后通过的电流也可以更大，开关频率更快。
45、目前安富利可以提供主动及被动器件的 主要供应商有哪些家？
A：具体可以查看安富利电子的官网。
46、官网有样片可以申请吗
A：可以，欢迎申请样品
47、GAN驱动保护电路能详细讲一下吗？
A：可以参考下我们的技术手册，谢谢
48、用在开关电源案例
A：可以在ST 的官网上搜索3KWTLP，这是一款通信电源模块的参考设计，网站上有详细的文档以及介绍。https://www.st.com/en/solutions-reference-designs/industrial-power-management.html#products
49、我想用氮化镓在小功率（几瓦）中压（一二百伏）领域，不知有没有推荐的。
A：可以在ST官网上查找
50、宽禁带高性能碳化硅（SiC）与氮化镓（GaN）产品和技术详细资料在哪里查阅？谢谢
A：可以在ST官网上搜索关键字查找
51、最大可以做到多大功率？150W ?
A：控制器+SiC，集成GaN可以支持到约200W，控制器+SiC的方式可以达到更高的功率。
52、GaN FET 能做到多大功率呢？转换效率能达到多大
A：目前MASTERGAN系列最大可以到400W，后续还会推出更高功率的产品请关注ST官网，转换效率也会受到电动的不同应用的影响
53、SiC和氮化镓哪个有成本优势
A：目前成本上硅基氮化镓产品更有优势
54、美国有没有对这些器件的使用附加了限制条件？
A：目前还没有相关禁售规定。
55、SiC现阶段可以完全替代Si MOSFET吗？
A：目前在性能上有优势，但是成本和产能还需要进一步优化。
56、GaN比Si支持的电压更低吗？
A：耐压差不多，主要是不同的功率输出要求对开关频率和导通阻抗等要求不一样。
57、SiC和氮化镓哪个耗能能，效率高
A：能耗与应用场合，电路设计相关，需要具体问题具体分析。
58、宽禁带半导体目前在汽车电子方面哪些应用案例？
A：汽车电子中新能源车的主功率输出和OBC双向DCDC变换器都有相应应用。
59、有典型电路案分享吗
A：请访问ST官网搜索相关产品获取应用案例
60、可以申请45W充电器样品吗？
A：请与我们的渠道商联系获取样品
61、哪种更适合电动汽车?
A：取决于应用场景，目前电动汽车上SiC的应用更广泛
62、氮化镓目前广泛应用了吗？生产工艺成熟吗
A：是成熟产品。
63、SiC的驱动电压不是更高就更好吧，是不是有最优的驱动电压
A：是的，具体可以查看官网 产品手册和应用笔记。
64、ADS可以提供整体设计方案？
A：是的，我们的ADS团队可以配合客户快速搭建产品原型和提供参考设计。
65、SiC MOS也可以用在大功率的逆变器和功率转换的应用上面意思是可以用在无刷电机的功率驱动上吗？
A：是的。当成功率开关管使用。
66、散热器还需要吗，如需如何设计，有详实资料吗？
A：是否需要散热器取决于具体的使用条件。我们MASTERGAN在参考实际中都是没有使用散热片的。在ST官网可以找到MASTERGAN设计的资料，其中包括了如何设计PCB来散热
67、碳化硅和氮化镓都是大电流和低损耗的，那么在实际应用中会有什么差别？
A：碳化硅和氮化镓他们的特性不同，有各自的优缺点，SiC MOS的耐压可以做的更高，目前已经有650V、1200V、1700V的产品，应用在汽车领域、新能源领域等；而氮化镓的耐压目前是650V，目前的主要应用在消费类，也有部分应用在工业领域。在实际应用中需要根据应用进行选择设计。
68、.MHz以上的谐振电源设计，SiC和GaN哪个更合适些？
A：推荐使用氮化镓器件
69、请教一下 ，UPS 方面，推荐的微处理器有哪些？比如 1KW 产品
A：微处理器选型主要看产品本身的应用需求，例如工作主频，存储和内存的大小，要求的外设种类和数量等等，一般在数字电源领域推荐使用STM32G4系列的产品。
70、请问ST如何布局SiC和GaN市场？未来是否继续发展硅器件？
A：未来很长一段时间，三者会共存，所以ST会继续优化Si系列产品
71、请问非接触式充电也适用吗？
A：无线充电中功率要求比较小，用硅半导体器件即可。
72、氮化镓产品未来的价格走势如何？最低可能下探到什么功率的产品？
A：现在几十瓦功率等级的充电器都已经应用了GAN的产品了
73、GAN最高工作频率设计为多少合适？
A：需要根据您的不同应用电路设计合适的工作频率，高频率可以使得电源器件的小型化更好
74、GaN的产品 最小体积可以做到多少啊
A：要看产品本身的输入和输出功率要求。GaN产品优势是可以提高开关频率，减小产品体积，提高功率密度，最小体积跟产品功率相关。
75、成本目前是不是还是太高，只能用在快充上面
A：也有一些超薄液晶电视和显示器的一些需要高功率密度 项目可以使用。
76、SiC MOSFET 对驱动电路一般有哪些特殊要求？
A：一般而言是驱动电压比普通MOS高一些，具体可以查看产品的规格书说明.
77、SiC和GaN是否仍须有哪些严格的散热要求？
A：因为功率密度更高，所以应该详细关注规格书中关于散热要求的和封装阻的说明。
78、sic和GaN的优缺点有哪些？
A：优点：支持的开关频率更高，导通阻抗更低，开关损耗小。
79、意法半导体的氮化镓（GaN）产品，有哪些种类的产品？
A：有GaN开关管和集成的VIPERGaN开关电源一体控制器等
80、大贴片封装，在焊接时温度要求有特别要求吧？
A：有的，具体可以看相关的产品规格和封装焊接指南
81、意法半导体的碳化硅（SiC），是否有车规级的产品？如有，是哪些型号？
A：有的，具体型号可以查看官网和选型手册。
82、请问一下，ST是否有结合碳化硅和氮化镓器件特性，结合不同应用场景的解决方案组件？供不同的客户选用？
A：有的。ST提供了基于氮化镓的中小功率45W,65W,150W,200W,350W的参考设计，以及3KW的SiC和GAN的参考方案，还有6.6KW充电桩的SIC方案。具体方案可以在ST的官方网站上找到。
83、碳化硅SiC MOSFET 模块在高功率控制输出设计时需要考虑哪些方面？
A：在大功率应用中，建议重点 考虑优化开关损耗和持续工作时的散热。
84、GaN FET 与传统 MOS相比 开关损耗谁大呢？
A：在同样硬开关的拓扑里，由于GaN的开关速度明显快于Si MOS，所以GaN将会有更小的开关损耗
85、该产品在未来是否有禁运风险
A：暂时没有禁运禁售风险
86、单片机的输出信号，直接到Master GaN系列就可以完成驱动吗？
A：中间建议加上驱动级。
87、sic材料的MOS和si材料是否可以全规格有替代的型号?
A：中小功率应用下用Si 的MOS即可，成本和效率已经可以满足。所以两者不是完全替代的。
88、车载充电器的应用中，SiC和GaN，哪个更好用？
A：主要看不同的输出功率要求。
89、请问，SIC和GaN哪种更适合LTD电源的应用？
A：主要看需要的输出功率。中小功率可以使用GaN，大功率可以用控制器+SiC
90、意法半导体的碳化硅（SiC），有哪些种类的产品？
A：主要有SiC MOS和SiC Diode等。