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第三代半导体配套电容选型:SiC模块驱动电路的X7R/X8R材质对比

文章出处:行业新闻 网责任编辑: 东莞市平尚电子科技有限公司 阅读量: 发表时间:2025-02-15 10:57:00

第三代半导体配套电容选型:SiC模块驱动电路的X7R/X8R材质对比


——平尚科技以材料创新破局华南电容供应链高温场景挑战

产业变革:碳化硅时代的电容性能临界点


随着长三角电子产业集群在新能源领域的快速布局,第三代半导体碳化硅(SiC)模块的工作频率已突破100kHz,结温耐受能力高达175℃。平尚科技在中车时代、华为数字能源等企业实测发现:


SiC驱动电路对MLCC的三大核心需求:

1.150℃高温下容量衰减≤±15%

2.100V/μs开关速率下的低介电损耗(tanδ<2%@1MHz)

3.耐受3000次以上-55℃~175℃热冲击循环


在华南电容供应链转型升级中,传统X7R材质已现疲态,X8R介质体系正成为平尚科技等领军企业的攻坚焦点。


车规级MLCC


X7R与X8R的生死竞速


微观结构层面的性能鸿沟


X7R材质的钛酸钡基陶瓷在125℃以上出现晶界离子迁移,导致介电常数非线性陡降。平尚科技通过稀土掺杂工艺,在X8R体系中引入钇、镧系元素,使晶格畸变能提升3倍,150℃高温下的容量保持率从82%跃升至94%。



介电损耗的温度博弈


在25kHz PWM驱动场景下,X7R电容的损耗角正切值(tanδ)随温度上升呈现指数级恶化:

25℃时:1.5%

125℃时:4.8%

175℃时:>8%


而平尚X8R系列通过梯度介电调控技术,将175℃下的tanδ控制在3.2%以内,显著降低开关损耗。



为什么SiC模块必须使用高温电容?


热失控的链式反应隐患

SiC器件的高频开关特性导致驱动电路承受剧烈温度冲击:

模块内部瞬时温升速率可达50℃/μs

传统电容因热膨胀系数(CTE)失配引发界面分层

热致容量漂移造成栅极电压波动(实测偏差>2V)


平尚科技开发的X8R-HV系列采用仿生蛛网电极结构,CTE匹配度提升至98%,在175℃/2000小时老化测试中,容量漂移率仅为±5.7%,完美适配长三角电子产业集群对车规级电驱系统的严苛要求。



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华南智造:平尚科技的三重技术护城河


1. 纳米晶界重构技术

通过原子层沉积(ALD)工艺在介质晶界形成5nm厚度的氧化钇隔离层,将高温漏电流抑制在0.5nA/mm³以下(行业平均2.3nA)。


2. 抗离子迁移体系

在端电极与介质层间构筑梯度过渡的镍钨合金界面层,经3000次热冲击后,绝缘电阻保持率>90%。


3. 快速响应交付网络

依托华南电容供应链的本地化配套优势,平尚科技实现48小时紧急交付服务,较进口品牌交期缩短80%,为粤港澳大湾区新能源企业提供零库存解决方案。


2..



长三角实证:某800V电驱平台电容选型升级


客户痛点:


原X7R电容在持续175℃工况下容量骤减28%

导致SiC模块开关损耗增加15%,整车能效下降


平尚解决方案:


1.替换为X8R-1210/100nF/630V车规电容

2.导入晶圆级直接键合(DBC)工艺改善散热路径

3.联合长三角电子产业集群建立失效分析数据库


实施效果:


高温容量稳定性提升至±7.3%

模块开关效率回升至98.6%

质保期内故障率从1.8‰降至0.2‰



平尚电容电容1


第三代半导体配套生态构建


平尚科技深度布局第三代半导体生态圈:


在东莞松山湖建成亚洲首条X8R介质专用产线,月产能达数十亿只

与浙江大学硅基国家重点实验室共建高温介质联合研发中心

为华南电容供应链上下游企业开放材料分析平台



平尚科技技术宣言

"在175℃的炙热赛道上,用材料基因工程重塑电容可靠性边界!"


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