Shenzhen GBIT Testing Technology Co., Ltd
电动车的关键技术
国内大力推进所谓的“第三代半导体”，实际上指的是两种现有且常见的功率半导体器件类型——GaN和SiC。
碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 在电力电子产品中越来越受欢迎，尤其是在汽车应用中，产量在不断的扩大。
SiC 提供了更高速的开关，这使得电池管理成为其杀手级应用。阻断高压的能力使其非常适合电动汽车中的电压调节器。
SiC 和 GaN 在多种应用中都比传统硅提高了功率效率，因此不断地吸引研发投入到多个领域。这些宽带隙化合物半导体材料的特性已被应用到牵引逆变器、OBC（车载充电器）、DC-DC、电动汽车充电站以及 SiC 充电基础设施，以及用于 GaN 的消费电子产品中的电源转换器。
而GaN 在支持射频的商业系统（例如 5G）和用于高级驾驶辅助系统 (ADAS) 的雷达中也越来越受欢迎。Cadence认为根据这些高频系统所需的功率要求，GaN 因其独特性能将成为主导半导体。目前，GaN MMIC 和分立器件广泛用于射频功率放大器和低噪声放大器。
SiC MOSFET 和 GaN HEMT 在很大程度上是互补的，因为它们各自针对不同的应用。SiC MOSFET 可用于充电站，充电站将成为 BEV 和插电式混合动力车全球基础设施的支柱。碳化硅在汽车应用中的部署也有助于解决工业领域的其他应用领域，同时帮助设计人员构思未来几代用于空间和航空电子应用的 SiC 和 GaN 产品。
电动汽车现在受益于两者的大规模采用，碳化硅 MOSFET 及其在 650V 至 1,700V 电压下工作的能力非常适合牵引逆变器、DC-DC 转换器和车载充电器。另一方面，GaN 在 900V 至 100V 的电压下工作。最终，随着它的成熟和成本效益的提高，GaN 因为具有更高的频率能力而成为后两种应用的有价值的技术。
SiC 和 GaN 的优势
1，作为宽带隙技术，SiC 和 GaN 都可以在更高的电压下工作，而不会牺牲性能。
2，它们可以更安全地处理更高的温度，并且可以在更高的频率下工作。
3,它们的物理和电气特性使其能够达到无与伦比的小型化、可靠性和功率密度水平。
4,这两种材料还有助于解决备受争议的环境问题，这些问题在推动政府制定未来能源政策方面受到关注。
5,GaN 和 SiC 还可以承受比硅和 III-V 器件更高的电场，这意味着它们可以处理比竞争技术更高的功率密度和工作温度。
6,GaN 具有许多技术优势，例如更高的输出阻抗。这使得功率放大器的阻抗匹配和功率组合更容易，从而在许多射频功率应用中实现更广泛的频率覆盖和更大的适应性。基于 GaN 微波单片 IC (MMIC) 的功率放大器已被开发用于各种系统，例如基础设施设备、导弹防御和雷达。
7,宽带隙器件通常具有 10 倍的击穿场强和 3 倍的带隙，使它们能够在比常规硅技术更高的温度下工作，这使得它们非常适合电源调节和管理，
面临的挑战
尽管有这些好处，但技术障碍仍然存在。
热问题
因为它们是高功率器件，GaN 和 SiC 器件都会消耗大量的热能，这会提高它们的工作温度。较高的工作温度会影响射频性能并威胁放大器的可靠性，因为半导体器件的平均无故障时间 (MTTF) 与通道温度直接相关。RF 设计人员越来越需要了解可能的工作温度，以便做出关键的设计决策并确保适当的散热策略。这就要求射频设计人员能在优化射频性能的同时解决热设计问题。
宽带隙器件的设计问题
SiC 和 GaN 器件与硅制成的器件具有不同的特性。宽带隙器件与传统硅技术之间的显着差异在于开关损耗完全不同。切换可能有点不同。需要控制这些器件（即栅极驱动）的方式是不同的。今天设计和制造宽带隙器件的成本，它们仍然比硅 MOSFET 高得多。从应用的角度讲硅 MOSFET 的来源更多，有多个供应商可供选择，因为它们在市场上更容易买到。
设计工具
SiC 和 GaN 器件需要进行大量更新。仍缺乏更好的设计工具、参考设计和旨在解释参考设计的仿真模型。而硅 MOSFET 技术已经存在了很长时间，因此有更多的仿真模型可用。
测试挑战
GaN 和 SiC 的缺陷密度仍然更高，这使得高覆盖率至关重要——尤其是当它们用于汽车或其他安全关键型应用时。制造商需要进行压力测试，以确保器件中的任何潜在故障能在最终进入车辆之前都被发现。对于这项技术，压力测试时间可能相当长——比普通硅长很多倍。其中SiC 和 GaN 技术面临的挑战之一是低温运行，这会影响器件的使用寿命。通过广泛的测试可以消除很多风险。测试的差异更多是由于应用测试程序的条件而不是运行的测试类型。
大功率探针台系统解决方案
MPI 大功率器件表征系统专为晶圆上大功率器件测试而设计。这些系统支持高达 3 kV 三轴/10 kV 同轴和 600 A（脉冲）的精确测量，同时提供低噪声、全屏蔽的测试环境。为不同预算和特定要求，MPI大功率探针台系统可提供多种探针台，包括手动、自动和全自动版本，
MPI手动高功率探针台系统
为研究机构、大学和代工厂提供了灵活且经济高效的解决方案，这些机构需要复杂和准确的器件表征，但不需要进行大量测量。这些系统旨在与先进的高功率测量仪器连接，以支持先进的研究工作，同时不影响可用性、安全性和高达 3 kV（三同轴）/10 kV（同轴）和 600 A（脉冲）的测量精度。
MPI 自动化高功率系统
通过 MPI SENTIO® 探针控制软件对步进和重复功能进行编程，提供自动化的高通量测量。
MPI 高压和大电流探针
MPI 专有的多触点尖端来降低接触电阻。MPI 的高压探针头能够在高达 3 kV 三轴或 5 kV 和 10 kV 同轴设置的高压测试期间进行低泄漏电流测量。此外，MPI 超高功率探针为高达 10kV/600A 的超高功率的晶圆测量提供了解决方案。
