在《意法半導體新能源功率解決方案：從產品到應用，一文讀懂（上篇）》文章中，我們著重介紹了ST新能源功率器件中的傳統IGBT和高壓MOSFET器件，讓大家對其在相關領域的應用有了一定了解。接下來，本文將聚焦于ST的SiC、GaN等第三代半導體產品以及其新能源功率解決方案。

碳化硅MOSFET

ST提供豐富的碳化硅器件，到目前共三代產品。第三代器件產品非常豐富，支持650V/750V/900V/1200V，重點產品包括650V/14-55mΩ的不同封裝器件、1200V/15-75mΩ不同封裝器件。最新推出的2200V/31mΩ特高壓SiC MOSFET，特別適合1500V光伏系統應用。

ST還為碳化硅器件提供豐富的封裝類型。除傳統的TO247三腳、四腳封裝，還包括TO-LL、HU3PAK等新型封裝。

650V/（40mΩ、55mΩ、27mΩ、14mΩ）碳化硅TO-LL封裝器件都已量產，適合高頻、高功率密度的服務器電源、儲能應用，同時Kelvin引腳支持15V驅動。

HU3PAK器件采用頂部散熱形式，可支持650V、1200V，同時獲得ACQ101認證，除工業應用外，也適合車載應用，已在車載OBC和DC/DC及光伏儲能領域有成熟用例。

除分立器件，ST還提供針對不同功率應用的SiC模塊產品。ACEPACK DMT-32和ACEPACK SMIT是介于模塊和單管間的一種塑封小模塊，適合30kW10kW及以下的功率密度較高的應用；中等規模的ACEPACK1&2適合光伏儲能應用；150kW大模塊主要針對汽車電驅應用。

ACEPACK SMIT比較靈活，可在內部封裝半橋或做成單管，2500V的電氣隔離可簡化裝配，內部集成DBC隔離頂部散熱，適合功率密度和效率較高的應用。

ACEPACK1&2包括全橋、半橋、三相橋等很多產品，如全橋1200V/8mΩ、半橋1200V/6mΩ模塊、T型1200V/12mΩ等。

碳化硅二極管和整流器

ST碳化硅二極管和整流產品包括三類：200V以上不同開關速度的快恢復二極管，650和1200V碳化硅二極管，及小于200V的肖特基功率管。

ST碳化硅二極管電流等級覆蓋2-40A，電壓等級在650/1200V，主要分為兩個系列，都提供工業和汽車兩種等級產品：

?側重于導通壓降VF的Blank系列，650V/8-40A

?沖擊電流IFSM較大的H系列，650/1200V，2-40A

導通壓降VF和沖擊電流IFSM是兩個重要參數。最新推出的G系列兼具VF和IFSM優勢，在低VF基礎上提升了IFSM，同時在IFSM與H系列基本一致情況下，對VF值進行了優化。目前，G系列TO-220和D2PAK封裝產品，以及其他最新產品都在開發當中。

G系列1200V產品相對于H系列1200V產品，在保持VF值基本相似的基礎上，對IFSM做了較大提升。如下圖所示，H系列的沖擊電流通常是平均電流的6-8倍之間，G系列可達到10倍以上，可靠性和效率表現都出色。

ST快恢復二極管不同的產品系列針對不同開關頻率的應用：

?MC/HC系列：0-20kHz低頻

?AC/RQ系列：20-40kHz

?R/M系列：高頻

更高頻率應用可選擇碳化硅二極管。LLC輸出應用主要推薦RQ系列。它實現了導通損耗和開關損耗的均衡，常用在通信電源、服務器電源和充電樁輸出中。

氮化鎵器件

ST的氮化鎵產品具有很多優勢：開關速度快，漏電流小，導通壓降較低，特別適合高效率、高開關頻率應用，硬開關應用更能體現它的優勢。相比于碳化硅、IGBT或高壓MOSFET，氮化鎵硬開關損耗很低，但由于其采用硅襯底，成本比碳化硅低。

除了汽車和小功率應用外，氮化鎵還可應用于工業、新能源領域的5G電源、服務器電源，以及儲能、微型逆變器等。

ST氮化鎵e-mode常規性器件基于6英寸工藝，目前提供100V和650V器件，8英寸器件正在開發中。650V產品導通電阻從14mΩ、30mΩ到290mΩ；100V產品正在開發中，導通電阻從1.2mΩ到11mΩ，多種封裝形式也在開發中。

ST新能源解決方案

除了豐富的功率器件，ST還提供很多解決方案和參考設計幫助用戶加速設計。

100W反激式輔助電源，母線電壓在200、250V到1000V，針對大多數光伏、UPS及各種工業應用，采用ST 1700V K5開關管，也可用1700V 1Ω碳化硅MOSFET，可以做高母線電壓反激拓撲，最高效率可達88%。

1.2kW氮化鎵圖騰柱PFC應用，采用650V 65mΩ氮化鎵器件，PowerFLAT 5*6封裝。圖騰柱中兩個工頻管采用M5系列61mΩ普通高壓MOSFET，驅動器和主控芯片都采用ST產品。

15kWAC/DC雙向轉換全碳化硅方案，采用第二代碳化硅器件，橫管使用650V 55mΩ器件，豎管用1200V 70mΩ器件，開關頻率可達70kHz，功率因數超過0.98。

30kWVienna PFC碳化硅方案，豎管采用1200V 40A H系列碳化硅二極管，橫管用碳化硅MOSFET，峰值效率在800V母線可達98.56%，PF值達0.99。

30kW移相LLC解決方案，采用第三代1200V 25mΩ碳化硅MOSFET。主控和驅動、模擬芯片均使用ST產品，功率密度可達50W/in3。

25kWDC/DC DAB雙向轉換，前級采用1200V 12mΩ全橋模塊，后級采用兩個1200V 6mΩ半橋模塊，主控采用STM32G474，輸入800V，輸出250-650V，在80%負載情況下效率可達98%，開關頻率達100kHz，適合充電樁、儲能應用中的雙向轉換。

50kWT型三電平DC/AC光伏逆變器，采用ST最新的1200V 8mΩ第三代碳化硅模塊，驅動也使用ST器件，效率可達98.6%，開關頻率可達40kHz，該方案目前還在開發當中。

ST擁有豐富的功率器件產品組合，涵蓋傳統硅器件以及第三代半導體產品，除傳統封裝外，還提供TO-LL、HU3PACK、ACEPACK SMIT等先進封裝，適配高功率、高效率應用。此外，ST提供裸帶封裝、開發板及設計參考，助力用戶將產品快速推向市場。為滿足新能源市場發展需求，ST將繼續創新優化產品與服務，積極適配各類新能源應用場景，為行業發展持續注入強勁動力。