米UnitedSiC(ユナイテッドSiC)は、オン抵抗が5.9mΩ*1(ゲート-ソース間電圧が+12Vのときの標準値)と低い+750V耐圧SiCパワー素子(SiC FET)を発売した ニュースリリース 。「新製品のオン抵抗は、競合他社の+750V耐圧SiCパワーMOSFETと比較すると約55%削減できた。耐圧が100V低い競合他社の+650V耐圧SiCパワーMOSFETと比べても最大50%減である」(同社 President and CEOのChris Dries氏)。オン抵抗が低ければ、その分だけ電力損失(導通損失)を削減でき、電源回路やモーター駆動回路などの変換効率を高められる。応用先は、車載用オンボード充電器(OBC)や電気自動車(EV)用トラクションインバーター、車載用ワイヤレス充電器、通信機器向け電源、サーバー向け電源、可変速モーター駆動機器、太陽光発電向けインバーターなどである。

*1 ニュースリリースではオン抵抗は6mΩとあるが、この記事ではデータシートのオン抵抗値5.9mΩを採った。
発売した+750V耐圧SiC FETの応用イメージ
発売した+750V耐圧SiC FETの応用イメージ
新製品のオン抵抗は図中では6mΩとあるが、データシートでは5.9mΩである。(出所:UnitedSiC)
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オン抵抗を競合他社品と比較
オン抵抗を競合他社品と比較
競合他社の+750V耐圧品だけでなく、多くの+650V耐圧品と比べても新製品のオン抵抗は50%以下である。なお、新製品のオン抵抗は図中では6mΩとあるが、データシートでは5.9mΩである。(出所:UnitedSiC)
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 新製品は、同社のSiCパワー素子ファミリー「Gen 4 SiC FET」に含まれる。ノーマリーオン特性の+750V耐圧SiC接合型FET(JFET:junction FET)に、+20V耐圧程度のSiパワーMOSFETをカスコード接続することでノーマリーオフ特性を実現しており、競合他社の多くが製品化するSiCパワーMOSFETとほぼ同じ使い方ができる。同社によると、「SiCパワーMOSFETに比べて大きく2つのメリットがある」*2という。1つは、特性が優れていること。具体的には、オン抵抗が低く導通損失を削減しやすいことや、SiCパワーMOSFETとは異なり酸化膜がないのでそれに起因する信頼性問題が発生しないことである。もう1つは、SiCパワーMOSFETに比べて、製造プロセスが比較的単純なため、その分だけコストを抑えられることだという。

* 2関連記事 「価格はSi並み」のSiCパワー素子、米企業が逆張りで勝負

 新製品の型番は「UJ4SC075006K4S」。最大ゲート駆動電圧は+15Vで、しきい値電圧は+4.7V(標準値)である。最大ドレイン電流は連続時に120A。全ゲート電荷量は164nC(標準値)。入力容量は8374pF(標準値)。出力容量は362pF(標準値)。帰還容量は4pF(標準値)。逆回復電荷量は440nC(標準値)。短絡耐量は、動作温度が+25℃と+175℃のどちらでも5μsである。「業界最高クラスの短絡耐量を確保した」(同氏)。パッケージは4端子TO-247。「ケルビンソース端子を備えており、スイッチング損失を削減する」(同氏)。すでに量産を始めている。1000個購入時の米国における参考単価は23.46米ドルである。

 このほか同社は、上述の4端子TO-247封止5.9mΩ品のほかに8製品を併せて発売した。これまでに同社は、Gen 4 SiC FETファミリーとして4製品を発売しており、今回の9製品を加えると全部で13製品になる。13製品のオン抵抗とパッケージは下表の通り。1000個購入時の米国における参考単価は、3端子TO-247封止の44mΩ品「UJ4C075044K3S」が4.15米ドルである。

「Gen 4 SiC FETファミリー」の製品ラインアップ
「Gen 4 SiC FETファミリー」の製品ラインアップ
オン抵抗とパッケージの違いで13製品を用意した。(出所:UnitedSiC)
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 今回の新製品の発売で、オン抵抗の選択肢は5.9m〜58mΩの狭い範囲において、全部で8種類になった。内訳は、5.9mΩ品、9mΩ品、11mΩ、18mΩ品、23mΩ品、33mΩ品、44mΩ品、58mΩ品である。「オン抵抗の選択肢は業界で最も多い。このため1つの電源回路設計に適用可能なSiC FETの候補は3製品を超えるだろう。設計者は、トレードオフ関係にある変換効率やコスト、放熱性などのパラメーターを吟味して、最適なSiC FETを選択できる」(同氏)とする。

オン抵抗の選択肢は8種類
オン抵抗の選択肢は8種類
5.9m〜58mΩの狭い範囲において、オン抵抗の選択肢は8種類ある。なお、図中には新製品のオン抵抗は6mΩとあるが、データシートでは5.9mΩである。(出所:UnitedSiC)
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