Wolfspeed推出全新Gen 4 MOSFET技術平台 突破應用上高功率的性能
- 鄭宇渟／台北
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全球碳化矽技術領導者Wolfspeed, Inc.（美國紐約證券交易所代碼：WOLF）於近日正式推出全新Gen 4技術平台，該平台進一步提升效率並兼具耐用性，同時能降低系統成本與開發時間。
Gen 4專為進化高功率設計中常見的切換特性及設計挑戰而打造，為Wolfspeed的產品線奠定長期發展基礎，包括功率模組、分立元件和裸晶產品。目前產品涵蓋750V、1200V和2300V電壓等級。
Wolfspeed功率產品線資深副總裁Jay Cameron表示：「我們理解每項設計都有其獨特需求。自Gen 4設計起始點，我們的目標便是提升實際運行上的整體系統能效，專注實現系統層級最大性能。Gen 4使設計工程師得以創造出高效且耐用的系統，即使在嚴苛的運行環境上亦能以更低的系統成本達成目標。」
碳化矽技術是功率元件以及半導體產業成長最快的領域之一。碳化矽相較於矽更適合於高功率應用－例如電動車動力系統、交通、再生能源系統、電池儲能，人工智慧暨資料中心－上述應用均能大幅提升效能並降低系統成本。
由於全球致力於找尋兼具高效率且環保的解決方案，因應日益成長的高電壓，高功率需求，正持續進行策略性投資，以鞏固技術優勢，同時推動關鍵技術上的創新。
美國公用事業級逆變器製造商EPC Power的總裁兼產品長Devin Dilley表示：「創新科技為商業發展創造了全新商機。Wolfspeed全新Gen 4碳化矽技術使得EPC Power在全球能源創造與儲能技術達成顛覆性變革。」
Wolfspeed執行董事長Tom Werner表示：「Wolfspeed是碳化矽技術的全球領導者，我們始終秉持創新並持續的精神，將我們的碳化矽解決方案推向越來越多的行業，應對日益嚴苛的使用需求。我們的Gen 4 平台將採用最高效能的200 mm晶圓，達成前所未有的產品規模及產量目標。」
Wolfspeed Gen 4平台旨在全面提升系統能效並延長系統壽命，即使在最嚴苛的環境中也能穩定運行，同時降低系統成本與開發時間。
這項技術將為汽車、工業及再生能源系統設計帶來大幅提升的效能，其核心優勢包括：1. 全面的系統能效：於操作溫度下，導通電阻降低 21%，切換損耗減少 15%。2. 耐用性：提升可靠度，包括高達 2.3 μS 的短路耐受時間，提供額外安全裕度。3. 降低系統成本：簡化設計流程，減少系統成本及縮短開發時間。
Wolfspeed Gen 4產品系列目前提供750V、1200V和2300V，涵蓋功率模組、分立元件以及裸晶產品選項。新增產品，包括其他封裝規格與RDSON範圍，預計將於2025 ~ 2026年初陸續推出。
Gen 4技術資料表內容
1. 最耐用性的設計，從容應對最嚴苛環境：隨著汽車、工業和再生能源製造商持續推動產品全面的電氣化，可靠性與耐用性成為了關鍵要素。Wolfspeed Gen 4平台充分體現以耐用性為關鍵的核心設計理念。
Gen 4具備高達2.3μS的短路耐受時間，為關鍵應用提供額外安全裕度。此外，與過往科技相比，該平台的故障時間 (FIT) 比率提升了100倍，確保在不同海拔條件下依然穩定。
其體二極體設計進一步提升系統耐用性，實現更快的切換特性、更低的損耗，並將VDS過衝降低80%。Gen 4 裸晶片已通過認證，可在185 °C的環境下穩定運行，並可在200 °C的高溫條件下於一定時間內操作。這項優點使設計上享有更高的彈性，讓他們能將設計性能發揮到極致。
2. 全面系統效率：全方位提升系統效能，Gen 4樹立了系統能效的新標竿。針對軟開關及硬開關應用，Gen 4在運轉溫度下將導通電阻降低達21%，硬開關應用的切換損耗則降低高達15%。這些效率的提升，輔以 Gen 4 降低的高溫導通電阻，進一步鞏固了 Wolfspeed 對現實應用條件下可靠性能的承諾。
3. 更低的系統成本：降低系統成本並縮短開發時間，為解決系統成本的挑戰，Wolfspeed 的全新平台支援使用更小型，少量、並具成本效益的被動元件與濾波器－最終縮短了開發時間並降低整體成本。
此外，Gen 4在相同體積下可提升高達30%的功率輸出。Gen 4整合其創新的體二極體設計的性能，大幅降低反向恢復過程中的EMI，簡化了EMI設計流程，支援使用更小型的 EMI 濾波器。高達600倍的電容比例設計，讓Gen 4 MOSFET元件在高dV/dt操作條件下能更安全、有效的切換特性，且無寄生的電壓過衝現象。
