Analyse comparative des performances et de la technologie de plusieurs MOSFET SiC
Le MOSFET SiC 200V est l’élément clé de la transition des VEB vers un système 800V. En effet, les MOSFETs SiC sont devenus essentiels dans l’électronique de puissance, transformant de nombreuses applications grâce à leurs performances exceptionnelles.
Les MOSFETs SiC offrent des caractéristiques impressionnantes, notamment une haute tension de claquage, une faible résistance à l’état passant et une excellente conductivité thermique, les positionnant comme des choix idéaux pour les dispositifs de commutation de puissance dans des environnements à haute fréquence et haute température. Le groupe Yole prévoit que le marché des dispositifs SiC atteindra 10 milliards de dollars US d’ici 2029.
Selon Amine Allouche, analyste principal en technologie et coûts, substrats et matériaux semi-conducteurs chez Yole Group : « La demande croissante pour des systèmes électroniques de puissance efficaces et fiables dans des industries comme les véhicules électriques, les énergies renouvelables et l’automatisation industrielle a accentué la nécessité d’une analyse approfondie des MOSFETs SiC. »
Dans ce contexte, en plus de ses rapports annuels sur le marché et la technologie, Power SiC et Power SiC – Manufacturing 2024, et de son moniteur trimestriel, Power SiC/GaN Compound Semiconductor Market Monitor, Yole Group, la société d’analyse de marché, technologie, performance, ingénierie inverse et coûts, s’est associée à SERMA Technologies, qui apporte son expertise dans les tests de performance des technologies électroniques, pour présenter le premier volume de leur nouveau rapport d’analyse de performance des MOSFETs SiC discrets.
Les deux entreprises ont combiné leur expertise pour publier ce premier volume, qui évalue et compare cinq MOSFETs SiC discrets de classe 1200V (ainsi qu’un dispositif de référence Si IGBT) de fabricants mondiaux dans des conditions de test identiques. Les paramètres et caractéristiques clés sont évalués pour offrir des informations précieuses aux ingénieurs, chercheurs et industries visant des solutions de puissance optimisées.
Ce nouveau rapport d’analyse comparative de performance des MOSFETs SiC discrets 2024 Vol 1 examine en profondeur les performances statiques des MOSFETs SiC sélectionnés pour fournir une compréhension complète de leurs avantages.
En effet, ce premier volume fournit une analyse de performance et une comparaison de 5 MOSFETs SiC discrets de classe 1200V de fabricants mondiaux : Wolfspeed (C3M0075120D), ROHM (SCT3080KLHR), Infineon (AIMW120R080M1), STMicroelectronics (SCTW40N120G2VAG), Anbonsemi (AS1M080120P), et un dispositif de référence Si IGBT d’Infineon (IKW15N120CS7).
L’analyse comparative inclut l’évaluation de métriques clés telles que la résistance à l’état passant, la tension drain-source, la tension de seuil, la tension de claquage et les courants de fuite dans diverses conditions de fonctionnement. Le rapport présente également des données et des graphiques des paramètres importants des dispositifs testés, y compris RDS (on)(VGS), RDS(on)(IDS), VDS, VGS(th), VBR(DSS), IDSS, IGSS, QG, IDS(VDS), et ISD(VSD) testés à différentes températures (de -55°C à 175°C).
Par exemple, l’évolution de la température de la Vgs(th) et de la tension de claquage Vbr a été caractérisée pour évaluer le comportement de stabilité en température des dispositifs comparés sur toute la plage de températures.
Pierre-Emmanuel Blanc, responsable des tests de composants de puissance chez SERMA Technologies, explique : « Les tests de performance sont réalisés à différentes températures (-55°C, -40°C, 25°C, 150°C, 175°C) et respectent les normes et standards JEDEC, tels que JESD 24 et JEP 183. Le protocole de test, décrit dans le rapport, implique de tester trois DuT4s pour chaque référence. »
Cette analyse objective par un tiers, réalisée dans des conditions de test identiques, offre une comparaison de performance plus fiable que les fiches techniques des dispositifs ne le font généralement.
De plus, Yole Group a réalisé une analyse physique de tous les dispositifs, incluant des images optiques et SEM et des mesures détaillées pour l’ouverture du boîtier et la coupe transversale de la puce. Ces paramètres sont compilés pour faciliter une analyse complète de leur impact sur les performances des dispositifs. Le rapport inclut également le coût final de chaque dispositif et les compare en fonction de leur compromis « performance versus coût ».
SERMA Technologies | Groupe Yole
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