SiC MOSFET以其優(yōu)異的耐壓、高開關(guān)頻率和低損耗性能，正持續(xù)推動著新能源車、光伏逆變和工業(yè)電源等領(lǐng)域的變革。然而，相比傳統(tǒng)硅基IGBT，大多數(shù)SiC MOSFET暴露出一個明顯的技術(shù)挑戰(zhàn)：短路耐受時間（TSC）相對偏短（通常≤ 3μs），這一特性增加了工程師在實際使用時候的應(yīng)用難度，阻礙了其在大功率、高可靠性應(yīng)用場景中快速使用進程。

為何SiC MOSFET更“怕”短路？SiC材料先天特性是短板的核心源頭

01更快的熱失控

SiC卓越的熱導(dǎo)率在短路時變成了“雙刃劍”，它能極快地將短路點高溫擴散開來，導(dǎo)致更大區(qū)域的結(jié)溫飆升直至器件燒毀；

02飽和電流密度更高

同樣溝道尺寸下，SiC導(dǎo)通能力更強，帶來異常嚴峻的短路電流沖擊；

03更薄的柵氧層

追求低導(dǎo)通電阻需微縮單元尺寸與減薄柵氧，使得器件在高壓過流下更易發(fā)生柵氧擊穿；

04材料失配挑戰(zhàn)

SiC材料內(nèi)部微管等固有缺陷，在極端電氣應(yīng)力下容易成為失效起點。

面對SiC MOSFET 短路時間偏弱的問題，通常的解決方法一是在驅(qū)動電路方面盡量做好保護，比如采用智能驅(qū)動保護電路，二是系統(tǒng)協(xié)同保護設(shè)計。

PART01智能驅(qū)動保護電路通常有三種措施

——高速電流檢測 + 邏輯保護

部署響應(yīng)達納秒級的電流采樣單元（如無感電阻，羅氏線圈），配合硬邏輯快速關(guān)斷；

——有源米勒鉗位技術(shù)

主動抑制米勒效應(yīng)導(dǎo)通導(dǎo)致的誤導(dǎo)通風(fēng)險，保護其在關(guān)斷安全區(qū)；

——軟關(guān)斷策略

感知短路后，實施柵壓緩降的非硬關(guān)斷方式（如“兩步關(guān)斷”），避免過高di/dt引發(fā)的浪涌電壓損壞器件。

PART02系統(tǒng)協(xié)同保護設(shè)計有如下兩種措施

縮短驅(qū)動回路，選用高頻性能更佳、驅(qū)動功率足夠大的專用驅(qū)動IC，從源頭提升響應(yīng)速度；

充分利用控制器（如DSP、MCU）的算法優(yōu)化短路檢測速度和關(guān)斷保護邏輯。

面對SiC MOSFET 短路時間偏弱的難題，森國科研發(fā)團隊通過工藝創(chuàng)新及器件結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新，推出了行業(yè)領(lǐng)先的4.5μs 的SiC MOSFET。

在這一技術(shù)攻堅背景下，森國科推出業(yè)界領(lǐng)先的1200V/40mΩ SiC MOSFET產(chǎn)品K3M040120-J，該器件最大亮點在于實現(xiàn)了高達4.5μs的短路耐受時間，樹立了同類產(chǎn)品的性能新標桿，顯著提升了大功率新能源系統(tǒng)的安全性和可靠性裕量。

森國科K3M040120-J的產(chǎn)品規(guī)格書

K3M040120-J實測的短路耐受時間波形圖

短路耐受時間是SiC MOSFET進入電動引擎等高可靠場景的重要敲門磚。森國科短路耐受時間加強系列的問世突破了材料限制，引領(lǐng)產(chǎn)品魯棒性邁入新階段，為國產(chǎn)高端SiC功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)注入強大引擎。未來隨著設(shè)計與工藝的持續(xù)迭代，“短板”正不斷被克服。隨著設(shè)計協(xié)同優(yōu)化與新型保護技術(shù)的成熟普及，SiC MOSFET將繼續(xù)賦能全球綠色電力產(chǎn)業(yè)。

關(guān)于森國科

深圳市森國科科技股份有限公司是一家專業(yè)從事功率器件、模塊，功率IC的高新科技企業(yè)。功率器件主要包括碳化硅二極管、碳化硅MOSFET、IGBT，功率芯片主要包括功率器件驅(qū)動芯片、無刷電機驅(qū)動芯片兩大類。公司總部在深圳市南山區(qū)，在深圳、成都設(shè)有研發(fā)及運營中心。公司研發(fā)人員占比超過70%，研究生以上學(xué)歷占比50%，來自聯(lián)發(fā)科、海思、比亞迪微電子、羅姆、華潤上華等機構(gòu)，囊括清華大學(xué)、電子科技大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等微電子專業(yè)知名院校。

森國科碳化硅產(chǎn)品線為650V和1200V 碳化硅二極管、碳化硅MOSFET、SiC二極管模塊、SiC MOSFET 模塊，該產(chǎn)品系列廣泛應(yīng)用于新能源汽車、光伏逆變器、充電樁電源模塊、礦機電源、通信設(shè)備電源、5G微基站電源、服務(wù)器電源、工業(yè)電源、快充電源、軌道交通電源等。森國科碳化硅產(chǎn)品采用6寸車規(guī)級晶圓，具有高耐溫，高頻，高效，高壓特性，已穩(wěn)步進入國內(nèi)汽車三電、主流大功率電源、光風(fēng)儲逆變器、充電樁電源模塊等上市公司供應(yīng)鏈。

森國科功率IC采用先進的高壓特色工藝，包括功率管及模塊的驅(qū)動、BLDC及FOC電機的驅(qū)動。經(jīng)過5年的發(fā)展，該產(chǎn)品線的團隊在BCD工藝，UHV工藝、數(shù)模混合、電機驅(qū)動算法方面有深厚的積累。功率器件驅(qū)動芯片，已經(jīng)大規(guī)模量產(chǎn)中低壓系列，即將推出高壓系列。在電機驅(qū)動芯片方面，成功推出了單相BLDC散熱風(fēng)扇電機系列和三相BLDC電機驅(qū)動系列。

森國科在中金資本、北汽產(chǎn)投、藍思科技、凌霄股份、中科海創(chuàng)等股東的助力下，以低成本創(chuàng)新為己任，努力為客戶提供高性價比的綠色“芯”動力，成為全球領(lǐng)先的功率半導(dǎo)體公司！