컴팩트하고 효율적인 SiC 전력 모듈: 고성능 산업에 혁신을 일으키다

전자 시스템에서 더 높은 효율, 더 높은 전력 밀도, 더 뛰어난 열 성능을 끊임없이 추구하면서 반도체 기술의 패러다임이 바뀌고 있습니다. 이러한 변화의 최전선에는 실리콘 카바이드(SiC) 전력 모듈이 있습니다. 이러한 첨단 부품은 더 이상 틈새 기술이 아니라 자동차, 재생 에너지, 항공우주, 산업 제조와 같은 까다로운 분야에서 혁신을 위한 초석이 되고 있습니다. 이 블로그 게시물에서는 엔지니어, 조달 관리자, 기술 구매자가 맞춤형 SiC 전력 모듈의 혁신적 기능을 자세히 살펴보고 그 잠재력을 최대한 활용할 수 있도록 안내합니다.

현대 전력 전자 제품에서 실리콘 카바이드의 부상

수십 년 동안 전통적인 실리콘(Si)은 전력 전자 산업의 주력 소재였습니다. 그러나 성능에 대한 요구가 높아지면서 특히 항복 전압, 스위칭 주파수, 열 전도성 측면에서 실리콘의 내재적인 재료적 한계가 점점 더 분명해지고 있습니다. 와이드 밴드갭 반도체인 실리콘 카바이드는 이러한 한계를 결정적으로 극복합니다. 뛰어난 재료 특성 덕분에 더 높은 전압, 온도, 주파수에서 훨씬 낮은 손실로 작동하는 전력 모듈을 개발할 수 있습니다. 이는 오늘날의 기술 중심 환경에서 중요한 이점인 더 작고, 가볍고, 효율적인 전력 변환 시스템으로 직접 연결됩니다. SiC로의 전환은 단순한 업그레이드가 아니라 차세대 전력 전자 장치를 위한 근본적인 원동력입니다.

• 더 높은 항복 전기장: 실리콘보다 약 10배 더 얇은 드리프트 레이어와 주어진 전압 정격에 대한 낮은 온저항을 구현합니다.
• 더 높은 열전도율: 실리콘보다 약 3배 더 우수하여 높은 온도에서 더 효과적으로 열을 방출하고 안정성을 높입니다.
• 더 넓은 밴드갭 에너지: 실리콘보다 약 3배 더 높은 작동 온도와 누설 전류를 줄일 수 있습니다.

SiC 전력 모듈의 수요를 주도하는 주요 애플리케이션

SiC 전력 모듈의 고유한 장점은 다양한 산업 분야에서 채택을 촉진했습니다. 각 부문은 SiC가 제공하는 향상된 효율성, 전력 밀도 및 신뢰성의 이점을 누리고 있습니다:

산업	특정 애플리케이션	SiC로 실현되는 주요 이점
자동차	전기 자동차(EV) 트랙션 인버터, 온보드 충전기(OBC), DC-DC 컨버터	주행 거리 증가, 충전 속도 향상, 차량 무게 및 부피 감소
재생 에너지	태양광 인버터, 풍력 터빈 변환기, 에너지 저장 시스템	더 높은 변환 효율, 향상된 그리드 안정성, 더 컴팩트한 설치
산업 제조	고출력 모터 드라이브, 유도 가열 시스템, 용접 장비, 무정전 전원 공급 장치(UPS)	에너지 절감, 프로세스 제어 강화, 장비 설치 공간 감소
항공우주 및 방위	작동 시스템, 전력 분배 장치, 레이더 시스템	무게 감소, 열악한 환경에서의 안정성 향상, 컴팩트한 시스템을 위한 높은 전력 밀도 제공
전력 전자	스위치 모드 전원 공급 장치(SMPS), 가변 주파수 드라이브(VFD)	효율성 향상, 더 높은 스위칭 주파수, 더 작은 수동 부품으로 이어짐
철도 운송	트랙션 컨버터, 보조 전원 장치	에너지 효율성, 시스템 크기 및 무게 감소, 안정성 향상
통신	기지국 및 데이터 센터용 전원 공급 장치	에너지 소비 감소, 설치 공간 축소, 열 관리 개선
석유 및 가스	다운홀 드릴링 장비, 원격 작업용 전원 공급 장치	고온 작동 기능, 열악한 조건에서의 신뢰성 향상

이러한 광범위한 채택은 전 세계적으로 더욱 효율적이고 견고한 전자 시스템을 위한 길을 열어주는 SiC 기술의 혁신적 영향력을 강조합니다.

최고의 성능 구현: 맞춤형 SiC 전력 모듈의 장점

표준 SiC 전력 모듈도 상당한 이점을 제공하지만, 맞춤형 설계 솔루션은 특정 애플리케이션 요구 사항에 맞춘 새로운 차원의 성능을 제공합니다. 커스터마이징을 통해 전기, 열, 기계적 특성을 최적화할 수 있으므로 모듈이 대상 시스템 내에서 원활하게 통합되고 최적의 성능을 발휘할 수 있습니다. 주요 이점은 다음과 같습니다:

• 최적화된 열 관리: 맞춤형 베이스 플레이트, 기판 재료(예: AlN, Si3N4), TIM(열 인터페이스 재료)을 선택하여 열 저항을 최소화하고 열 방출을 극대화할 수 있으며, 이는 고전력 밀도 애플리케이션에 매우 중요합니다.
• 향상된 전기적 성능: 최소한의 표유 인덕턴스 및 커패시턴스를 위한 레이아웃 최적화, 맞춤형 게이트 드라이브 회로, 특정 SiC 다이 선택(MOSFET, 쇼트키 다이오드)을 통해 원하는 스위칭 특성과 효율을 달성할 수 있습니다.
• 애플리케이션별 폼 팩터: 고유한 공간 제약 및 통합 요구 사항을 충족하는 맞춤형 하우징 치수, 단자 구성 및 장착 옵션을 제공합니다.
• 전력 밀도 증가: 모듈 설계의 모든 측면을 최적화함으로써 맞춤형 솔루션은 더 작고 가벼운 패키지에 더 많은 전력을 담을 수 있습니다.
• 향상된 안정성 및 수명: 특정 보호 기능을 통합하고 특정 작동 조건(예: 높은 습도, 진동, 극한의 온도)에서 내구성이 뛰어난 것으로 알려진 소재를 선택할 수 있습니다.
• 시스템 비용 절감: 맞춤형 모듈은 단가가 높을 수 있지만 냉각 요구 사항 감소, 패시브 부품 소형화, 전반적인 효율성 향상 등 시스템 차원의 이점으로 인해 총소유비용을 낮출 수 있습니다.

다음 분야의 전문가와 협력 맞춤형 SiC 솔루션 는 이러한 이점을 완벽하게 실현하여 제품의 경쟁력으로 이어지도록 보장합니다.

전력 모듈에 필수적인 실리콘 카바이드 소재 등급

SiC 전력 모듈의 성능은 본질적으로 활성 부품에 사용되는 SiC 소재의 품질과 유형(주로 MOSFET 및 다이오드)과 관련이 있습니다. 다양한 폴리타입의 SiC가 존재합니다, 4H-SiC 는 6H-SiC와 같은 다른 폴리타입에 비해 전자 이동성이 뛰어나 전력 전자 장치에 가장 널리 사용됩니다. 전력 모듈의 SiC 소재에 대한 주요 고려 사항은 다음과 같습니다:

• 웨이퍼 품질: 결함 밀도(예: 마이크로파이프, 기저면 전위)가 낮은 고품질 SiC 웨이퍼는 높은 수율로 안정적인 디바이스를 제작하는 데 매우 중요합니다. 결함 감소는 SiC 제조 발전의 주요 초점이었습니다.
• 에피택셜 레이어 두께 및 도핑: SiC 기판 위에 성장된 에피택셜 층의 특성에 따라 소자의 전압 정격과 온 저항이 결정됩니다. 두께와 도핑 농도를 정밀하게 제어하는 것이 중요합니다.
• 게이트 산화물 무결성(MOSFET용): SiC 재료와 게이트 산화물(일반적으로 SiO2) 사이의 인터페이스는 SiC MOSFET의 장기적인 신뢰성과 성능에 매우 중요합니다. 게이트 산화물 공정의 발전으로 디바이스 안정성이 크게 향상되었습니다.
• 서브스트레이트 유형: N형 기판은 일반적으로 수직형 전원 장치에 사용됩니다. 다양한 전도도 등급 중에서 선택하면 디바이스 특성에 영향을 미칩니다.

조달 전문가는 엄격한 재료 검증 프로세스와 추적성을 입증할 수 있는 공급업체를 찾아 전력 애플리케이션에 최적화된 고급 SiC 사용을 보장해야 합니다.

맞춤형 SiC 전력 모듈의 주요 설계 고려 사항

맞춤형 SiC 전력 모듈을 설계하려면 최적의 성능과 안정성을 달성하기 위해 전기, 열, 기계적 측면을 고려한 총체적인 접근 방식이 필요합니다. 엔지니어는 몇 가지 중요한 요소를 해결해야 합니다:

• SiC 디바이스 선택: 전압 정격, 전류 용량, 온스테이트 저항(R_DS(on)), 스위칭 특성(E_on, E_꺼짐).
• 게이트 드라이버 설계: SiC MOSFET은 기생 턴온과 같은 문제를 방지하면서 빠르고 안정적인 스위칭을 보장하기 위해 특정 게이트 구동 조건(예: 권장 게이트 전압, 일부 디바이스의 경우 마이너스 턴오프 전압)이 필요합니다. 통합 또는 밀접하게 결합된 게이트 드라이버가 선호되는 경우가 많습니다.
• 레이아웃 및 기생 관리: 고속 스위칭을 위해서는 모듈 내 표유 인덕턴스와 커패시턴스를 최소화하는 것이 중요합니다. 대칭적인 레이아웃과 신중한 부품 배치는 전압 오버슈트와 링잉을 줄일 수 있습니다. 전력 루프 인덕턴스는 제어해야 할 핵심 파라미터입니다.
• 열 스택 최적화: 직접 본딩 구리(DBC) 또는 활성 금속 브레이징(AMB) 기판의 올바른 조합 선택(예: Al₂O₃, AlN, Si₃N₄), 베이스 플레이트 재료(예: Cu, AlSiC), 열 인터페이스 재료(TIM)를 사용하여 SiC 다이에서 효율적으로 열을 추출할 수 있습니다.
• 상호 연결 기술: 다이 접착 및 단자 연결에 무거운 와이어 본드, 구리 클립 또는 소결 은과 같은 견고한 상호 연결을 사용하여 고전류를 처리하고 열 성능과 안정성을 향상시킵니다.
• 캡슐화 및 하우징: 열 전도성이 우수하고 유전 강도가 높으며 환경 요인으로부터 보호할 수 있는 적절한 몰딩 컴파운드 또는 포팅 재료를 선택해야 합니다. 하우징 설계는 전기 절연과 기계적 견고성도 고려해야 합니다.
• 격리 요구 사항: 지정된 작동 전압 및 안전 표준에 맞는 적절한 연면거리 및 이격 거리를 확보합니다.
• 센서 통합: 모니터링 및 보호를 위해 온도 센서(예: NTC) 또는 전류 센서를 통합합니다.

열 및 전자기 분석을 위한 고급 시뮬레이션 툴을 포함하는 세심한 설계 프로세스는 SiC 기술의 모든 기능을 활용하기 위한 기본 요소입니다.

정밀도 달성: SiC 모듈의 공차, 표면 마감 및 패키징

SiC 전력 모듈을 제조하려면 SiC 웨이퍼 가공부터 최종 모듈 조립까지 모든 단계에서 높은 정밀도가 요구됩니다. 성능, 신뢰성, 수명을 보장하기 위해서는 공차, 표면 마감, 패키징 기술에 대한 엄격한 제어가 필수적입니다.

• SiC 웨이퍼 제작: 여기에는 결정 성장, 에피택시, 이온 주입, 에칭 및 금속화 공정의 정밀한 제어가 포함됩니다. SiC 다이의 표면 거칠기는 다이 부착 및 전기 접점의 품질에 영향을 미칩니다.
• 기판 제조: DBC 또는 AMB 기판에는 정밀한 세라믹 두께, 구리 층 두께 및 패터닝이 필요합니다. 효과적인 TIM 적용과 열 전달을 위해서는 표면 평탄도와 거칠기가 중요합니다.
• 다이 부착 및 와이어 본딩:
  • 다이 부착: 솔더 또는 소결층의 균일성은 보이드 없는 부착을 위해 매우 중요하며, 우수한 열 및 전기 전도성을 보장합니다. 다이를 정확하게 배치하는 것도 중요합니다.
  • 와이어 본딩: 단락을 방지하고 전류 밀도를 관리하며 열 순환 시 기계적 무결성을 보장하려면 루프 높이, 와이어 당김 강도 및 본드 배치를 제어해야 합니다.
• 캡슐화 및 밀봉: 성형 또는 포팅 공정은 특히 와이어 본드 및 다이 표면과 같은 민감한 영역 주변을 공극 없이 완벽하게 커버할 수 있어야 합니다. 인캡슐런트의 치수 안정성이 핵심입니다.
• 터미널 및 하우징 공차: 단자와 하우징의 정확한 치수는 더 큰 시스템 내에서 적절한 맞춤과 연결을 보장합니다. 베이스 플레이트의 평탄도는 방열판과의 최적의 접촉을 위해 매우 중요합니다.

고품질 패키징은 섬세한 SiC 부품을 보호할 뿐만 아니라 모듈의 열 및 전기 성능에도 중요한 역할을 합니다. 고급 조립 및 품질 관리 프로세스를 갖춘 제조업체는 엄격한 사양을 충족하는 모듈을 제공할 수 있는 더 나은 장비를 갖추고 있습니다.

신뢰성 향상: SiC 전력 모듈의 후처리 및 엄격한 테스트

SiC 전력 모듈의 장기적인 신뢰성을 보장하려면 세심한 후처리 단계와 포괄적인 테스트 프로토콜이 필요합니다. 이러한 조치를 통해 제조 공정의 무결성과 모듈 설계의 견고성을 검증하며, 특히 SiC 디바이스가 작동하는 높은 스트레스 조건(고전압, 고온, 빠른 스위칭)을 고려할 때 더욱 그렇습니다.

주요 후처리 단계:

• 컨포멀 코팅(선택 사항): 얇은 폴리머 필름을 적용하여 습기, 먼지, 오염 물질로부터 민감한 부위를 보호하고 유전체 강도를 높입니다.
• 터미널 마무리: 우수한 납땜성 또는 접촉 저항을 보장하기 위해 단자를 도금 또는 처리합니다.
• 최종 청소: 제조 공정에서 잔여물을 제거합니다.

종합적인 테스트 요법:

• 정적 파라미터 테스트:
  • 게이트 임계 전압(V_GS(th))
  • 온 상태 저항(R_DS(on))
  • 누설 전류(I_GSS, I_DSS)
  • 항복 전압(V_BR(DSS))
  • 다이오드 순방향 전압(V_F)
• 동적 파라미터 테스트:
  • 전환 시간(t_d(on), t_r, t_d(off), t_f)
  • 에너지 전환(E_on, E_꺼짐, E_rr)
• 격리 테스트: 단자와 베이스 플레이트 사이의 절연 무결성을 확인하기 위한 고전압 히팟 테스트.
• 열 테스트: 열 저항 측정(R_th(j-c))를 사용하여 효과적인 열 방출을 보장합니다. 열 순환 테스트를 통해 온도 변동에 따른 신뢰성을 평가합니다.
• 신뢰성 테스트(종종 샘플 단위 또는 자격 검증을 위해 수행됨):
  • 고온 역 바이어스(HTRB)
  • 고온 게이트 바이어스(HTGB)
  • 전력 사이클링
  • 습도 테스트(예: H3TRB &8211; 고습도, 고온, 역방향 바이어스)
  • 기계적 충격 및 진동 테스트
• 음향 현미경(SAM): 솔더 층의 공극이나 기판 또는 인캡슐런트의 박리 현상을 감지합니다.
• 엑스레이 검사: 와이어 본드 및 다이 어태치먼트와 같은 내부 구조를 검사합니다.

광범위한 테스트를 포함한 엄격한 품질 보증에 전념하는 공급업체는 SiC 전력 모듈의 신뢰성과 성능 일관성에 대해 더 큰 신뢰를 제공합니다.

SiC 전력 모듈 채택 및 제조의 일반적인 과제 탐색하기

SiC 기술의 강력한 장점에도 불구하고 SiC 전력 모듈을 채택하고 제조하는 과정에서 몇 가지 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 문제를 이해하고 선제적으로 해결하면 전환을 원활하게 하고 성공적인 구현을 보장할 수 있습니다.

채택자를 위한 일반적인 과제:

• 더 높은 초기 비용: SiC 디바이스와 모듈은 일반적으로 실리콘 디바이스와 모듈에 비해 초기 비용이 높지만, 시스템 수준의 비용 절감으로 이를 상쇄할 수 있습니다.
• 게이트 드라이버 복잡성: SiC MOSFET에는 고유한 게이트 드라이브 요구 사항(예: 특정 전압 레벨, 더 빠른 dV/dt 및 dI/dt)이 있어 성능을 극대화하고 링잉 또는 슛스루와 같은 문제를 방지하기 위해 신중한 드라이버 설계가 필요합니다.
• EMI/EMC 관리: SiC 디바이스의 빠른 스위칭 속도는 더 높은 수준의 전자파 간섭(EMI)을 발생시킬 수 있으므로 신중한 레이아웃, 차폐 및 필터링이 필요합니다.
• 단락 내성 시간: 일부 SiC MOSFET은 Si IGBT에 비해 단락 내성 시간이 짧아 더 빠른 보호 회로가 필요할 수 있습니다.
• 공급망 성숙도 및 가용성: SiC 공급망은 빠르게 개선되고 있지만 아직 실리콘에 비해 덜 성숙되어 있습니다. 고품질 SiC 부품의 안정적인 공급을 보장하는 것은 매우 중요합니다.

제조 분야의 일반적인 과제:

• SiC 웨이퍼 결함: SiC 기판과 에피택셜 층의 결정학적 결함을 줄이는 것은 수율과 디바이스 신뢰성을 위해 매우 중요합니다.
• 게이트 산화물 신뢰성: MOSFET의 SiO2/SiC 인터페이스는 역사적으로 신뢰성에 대한 우려가 있었지만, 상당한 진전이 있었습니다.
• 높은 열 및 전기적 스트레스를 위한 포장: 높은 작동 온도, 고전압, 빠른 스위칭 과도 상태를 성능 저하 없이 견딜 수 있는 패키징 솔루션을 개발하는 것은 복잡합니다. 여기에는 기생 인덕턴스를 최소화하고 강력한 열 관리를 보장하는 것이 포함됩니다.
• 일관된 다이 부착 및 상호 연결: 보이드가 없는 고신뢰성 다이 접착(예: 은 소결)과 고온 및 전류에 적합한 견고한 와이어 본드 또는 클립 본딩을 달성합니다.
• 테스트 복잡성: SiC 디바이스의 고속 및 고전압 특성으로 인해 포괄적인 테스트가 더욱 까다로워질 수 있습니다.

이러한 문제를 극복하려면 SiC 디바이스 물리학, 첨단 패키징 기술, 엄격한 제조 공정 제어에 대한 전문 지식이 필요합니다. 경험이 풍부한 파트너와 협력하면 이러한 위험을 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

파트너 선택하기: SiC 공급업체 선택 및 시카브 테크의 웨이팡 이점

맞춤형 SiC 전력 모듈에 적합한 공급업체를 선택하는 것은 제품 성능, 신뢰성 및 출시 기간에 직접적인 영향을 미치는 중요한 결정입니다. 표준 제품 외에도 심도 있는 기술 전문 지식, 강력한 제조 역량, 품질에 대한 헌신을 갖춘 파트너를 찾아야 합니다. 글로벌 공급망을 고려할 때 주목할 만한 사항은 다음과 같습니다 중국의 탄화규소 맞춤형 부품 제조 허브는 중국 웨이팡시에 위치해 있습니다.. 이 지역에는 40개 이상의 SiC 생산 기업이 있으며, 중국 전체 SiC 생산량의 80% 이상을 차지합니다.

이 역동적인 생태계에서 시카브 테크는 두각을 나타내고 있습니다. 2015년부터 첨단 SiC 생산 기술을 도입하고 구현하는 데 앞장서 현지 업계의 대규모 생산 능력과 기술 발전에 크게 기여해 왔습니다. 중국과학원 국가기술이전센터와 긴밀히 협력하는 기업가 공원인 중국과학원(웨이팡) 혁신단지의 일부인 SicSino는 중국과학원의 막대한 과학 기술력과 인재 풀을 활용하고 있습니다. 이러한 지원은 혁신과 신뢰성의 기반을 보장합니다.

SiC 전력 모듈 공급업체를 선택하는 주요 기준:

• 기술 전문성 및 사용자 지정 기능: 공급업체가 강력한 R&D 팀과 맞춤형 SiC 모듈 설계 및 제조에 대한 입증된 경험을 보유하고 있나요? 특정 전기, 열 및 기계적 요구 사항에 맞게 솔루션을 맞춤화할 수 있나요? 시카브테크는 실리콘 카바이드 제품의 맞춤형 생산을 전문으로 하는 국내 최고 수준의 전문 팀을 보유하고 있습니다. 96개 이상의 국내 기업을 지원하며 재료, 공정, 설계 및 측정 분야의 다양한 기술을 선보였습니다.
• 재료 품질 및 소싱: 웨이퍼와 다이에 대한 SiC 재료 소싱의 투명성과 엄격한 품질 관리.
• 제조 프로세스 및 품질 관리: 고급 조립 기술, 자동화된 공정 및 종합적인 테스트 시설(앞서 설명한 대로). 재료에서 제품에 이르는 SicSino의 통합 프로세스를 통해 다양한 맞춤형 요구 사항을 충족하여 고품질의 비용 경쟁력 있는 맞춤형 SiC 부품을 제공할 수 있습니다.
• 신뢰성 및 자격 데이터: 신뢰성 데이터, 자격 보고서, 업계 표준(예: 자동차의 경우 AEC-Q101) 준수 여부.
• 강력한 공급망: 일관된 공급을 보장하고 리드 타임을 효과적으로 관리할 수 있습니다. 웨이팡 SiC 허브에서 강력한 현지 공급망 이점을 제공합니다.
• 지원 및 협업: 디자인, 프로토타이핑 및 생산 단계에서 엔지니어링 팀과 긴밀하게 협력할 의향이 있어야 합니다.
• 기술 이전 서비스: 자체 SiC 제품 제조를 구축하고자 하는 기업에게는 포괄적인 기술 이전을 제공하는 파트너가 매우 중요합니다. 시카브 테크는 다음을 제공합니다. 전문 실리콘 카바이드 생산을 위한 기술 이전공장 설계, 장비 조달, 설치, 시운전 및 시험 생산과 같은 전체 범위의 서비스(턴키 프로젝트)를 포함합니다. 이를 통해 보다 효과적인 투자와 안정적인 기술 전환을 보장합니다.

고도로 맞춤화된 SiC 부품이 필요하거나 자체 제조 역량을 개발하고자 할 때 Sicarb Tech를 선택하면 품질, 혁신, 성공을 위해 헌신하는 파트너를 확보할 수 있습니다. 자세히 알아보기 성공적인 사례 연구를 탐색할 수 있습니다. 을 살펴보고 당사의 역량을 확인하십시오.

맞춤형 SiC 전력 모듈의 비용 동인 및 리드 타임 고려 사항 이해하기

맞춤형 SiC 전력 모듈의 비용과 리드 타임은 여러 가지 상호 관련된 요인에 의해 영향을 받습니다. 이러한 요인을 명확히 이해하면 조달 과정에서 예산을 책정하고, 계획을 세우고, 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.

주요 비용 동인:

• SiC 다이 비용: 이것이 주요 원인입니다. 요인으로는 웨이퍼 크기(웨이퍼가 클수록 일반적으로 더 많은 다이를 더 낮은 다이당 비용으로 생산하지만 초기 투자 비용이 높음), 다이 복잡성(예: MOSFET 대 다이오드, 전류 정격, 전압 정격), 수율 등이 있습니다. 고품질 SiC 기판과 에피택시 비용도 여전히 중요한 요소입니다.
• 모듈 복잡성 및 디자인: 여러 개의 다이, 복잡한 버스바 구조, 통합 센서 또는 비표준 풋프린트가 있는 복잡한 설계는 일반적으로 설계 및 조립 비용이 더 많이 듭니다.
• BOM(자재 명세서):
  • 서브스트레이트 유형: 질화 알루미늄(AlN) 또는 질화 규소(Si) 같은 첨단 세라믹₃N₄)는 더 나은 열 성능을 제공하지만 알루미나(Al₂O₃).
  • 베이스 플레이트 재질: 구리가 일반적이지만 AlSiC(알루미늄 실리콘 카바이드)와 같은 소재는 세라믹과 더 잘 일치하고 무게는 더 가볍지만 비용은 더 높습니다.
  • 상호 연결 기술: 은 소결은 기존 솔더보다 열 및 전기 성능과 신뢰성이 뛰어나지만 재료와 공정이 더 많이 소요됩니다. 또한 구리 클립 본딩은 와이어 본딩에 비해 비용이 추가될 수 있습니다.
  • 캡슐화 재료: 열 전도성 또는 고온 복원력이 강화된 고성능 성형 컴파운드는 비용이 더 많이 들 수 있습니다.
• 테스트 및 검증: 특히 고신뢰성 애플리케이션(예: 자동차, 항공우주)의 경우 광범위한 테스트는 비용이 추가되지만 품질을 보장하는 데 중요합니다. 맞춤형 인증 프로그램도 비용에 영향을 미칩니다.
• 생산량: 규모의 경제가 적용되며, 일반적으로 볼륨이 클수록 NRE(비반복 엔지니어링) 비용의 상각과 더 효율적인 제조로 인해 단위당 비용이 낮아집니다.
• NRE 비용: 맞춤형 디자인에는 디자인, 툴링(예: 금형, 테스트 픽스처) 및 프로토타입 제작을 위한 초기 NRE 비용이 포함됩니다.

리드 타임 고려 사항:

• 디자인 및 프로토타이핑 단계: 맞춤형 디자인에는 사양, 디자인, 시뮬레이션 및 프로토타입 제작을 위한 초기 단계가 필요합니다. 이 기간은 복잡성에 따라 몇 주에서 몇 달까지 걸릴 수 있습니다.
• 부품 조달: SiC 다이, 특수 세라믹 기판 또는 맞춤형 하우징과 같은 핵심 부품의 리드 타임은 전체 일정에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 강력한 공급업체 관계를 구축하는 것이 중요합니다.
• 제조 및 조립: 실제 모듈 조립, 캡슐화 및 테스트 시간. 이는 모듈의 복잡성과 제조 라인의 효율성에 영향을 받습니다.
• 테스트 및 검증: 특히 새로운 디자인이나 중요한 애플리케이션의 경우 엄격한 테스트와 검증을 거치면 상당한 시간이 추가될 수 있습니다.
• 주문량 및 공급업체 용량: 대량 주문이 발생하거나 공급업체가 최대 용량으로 운영되는 경우 리드 타임이 길어질 수 있습니다.

설계 단계 초기에 SiC 모듈 공급업체와 협력하면 비용과 리드 타임을 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 효과적인 계획을 위해서는 요구 사항, 예측 및 잠재적인 설계 트레이드오프에 관한 투명한 커뮤니케이션이 필수적입니다. 시카브 테크는 고객과 긴밀히 협력하여 현실적인 비용과 달성 가능한 일정을 제공합니다. 맞춤형 실리콘 카바이드 프로젝트.

SiC 전력 모듈에 대한 자주 묻는 질문(FAQ)

Q1: 기존 실리콘 IGBT 모듈에 비해 SiC 전력 모듈의 주요 장점은 무엇인가요?

A1: SiC 전력 모듈은 실리콘(Si) IGBT 모듈에 비해 다음과 같은 몇 가지 주요 이점을 제공합니다:

• 더 높은 효율: 스위칭 및 전도 손실이 줄어들어 에너지 낭비가 줄어들고 열 발생이 감소합니다.
• 더 높은 스위칭 빈도: 더 작은 수동 부품(인덕터, 커패시터)을 사용할 수 있어 더 작고 가벼운 시스템을 만들 수 있습니다.
• 더 높은 작동 온도: SiC는 더 높은 접합 온도에서도 안정적으로 작동하여 냉각 요구 사항을 줄일 수 있습니다.
• 더 높은 항복 전압: 더 높은 정격 전압 또는 더 얇은 드리프트 영역으로 설계하여 저항을 낮출 수 있습니다.
• 향상된 전력 밀도: 더 작은 부피와 무게로 더 많은 전력을 처리할 수 있습니다.

Q2: SiC 전원 모듈은 Si IGBT 모듈을 직접 드롭인할 수 있나요?

A2: 항상 그런 것은 아닙니다. 일부 SiC 모듈은 기존 Si IGBT 풋프린트와 핀 호환이 가능하도록 설계되었지만, SiC의 모든 이점을 실현하려면 시스템 수준의 설계 변경이 필요한 경우가 많습니다. 예를 들어, SiC MOSFET은 Si IGBT와 다른 게이트 드라이브 요구 사항(전압 레벨, 더 빠른 상승/하강 시간)을 가지고 있습니다. 또한 SiC의 스위칭 속도가 빠르기 때문에 기생 인덕턴스를 최소화하고 EMI를 보다 효과적으로 관리하기 위해 버스바 설계를 수정해야 할 수 있습니다. SiC 모듈 전문가와 상담하여 SiC 기술에 맞게 설계를 최적화하는 것이 가장 좋습니다.

Q3: 맞춤형 SiC 전력 모듈을 사용하면 어떤 산업에서 가장 큰 이점을 얻을 수 있나요?

A3: 까다로운 환경에서 고효율, 높은 전력 밀도, 강력한 성능을 요구하는 산업에서 가장 큰 혜택을 누릴 수 있습니다. 주요 분야는 다음과 같습니다:

• 자동차: EV 트랙션 인버터, 온보드 충전기, DC-DC 컨버터로 주행 거리를 늘리고 충전 시간을 단축할 수 있습니다.
• 재생 에너지: 태양광 및 풍력 인버터에서 에너지 변환 효율을 높이는 데 사용됩니다.
• 산업용 드라이브: 보다 효율적이고 컴팩트한 모터 제어 및 전원 공급 장치.
• 항공우주 및 방위: 무게, 크기, 안정성이 가장 중요한 경우.
• 철도 운송: 에너지 효율적인 트랙션 및 보조 동력 시스템용.
• 통신 및 데이터 센터: 운영 비용을 절감하는 고효율 전원 공급 장치입니다.

기본적으로 에너지 손실, 시스템 크기를 줄이거나 열 성능을 개선하는 것이 중요한 모든 애플리케이션은 맞춤형 SiC 전력 모듈을 통해 상당한 이점을 얻을 수 있습니다.

Q4: 시카브 테크는 맞춤형 SiC 전력 모듈의 품질을 어떻게 보장하나요?

A4: 시카브 테크는 다각적인 접근 방식을 통해 품질을 보장합니다. 여기에는 중국과학원의 강력한 R&D 역량 활용, SiC 커스터마이징에 특화된 최고 수준의 전문 팀 고용, 엄격한 재료 선택 및 입고 품질 관리 구현, 광범위한 경험을 통해 개발된 첨단 제조 공정 활용, 제품에 대한 종합적인 전기, 열 및 신뢰성 테스트 수행이 포함됩니다. 재료 과학에서 최종 제품에 이르는 통합적인 접근 방식과 웨이팡 SiC 제조 허브에 대한 깊은 뿌리를 바탕으로 고품질의 비용 경쟁력 있는 맞춤형 SiC 부품을 제공할 수 있습니다. 우리는 또한