A legígéretesebb jelöltnek a szilícium-karbid (SiC) tűnik kiváló anyagtulajdonságai miatt, különösen az alacsonyabb veszteséget illetően.
Ez az összetett félvezető jobb paraméterekkel rendelkezik a szilíciumnál, például kb. háromszor nagyobb elektron-energiaszintkülönbség (band gap, tiltott sáv), tízszer nagyobb dielektromos letörési mező (dielectric breakdown field) és háromszor szélesebb hőmérsékleti tartomány. Ezek ideálissá teszik a teljesítményeszközökben és magas hőmérsékletű alkalmazásokra. Mindazonáltal az alapanyag előállításához és feldolgozásához szükséges nagy befektetés eddig meglehetős hátránynak tűnt a számos műszaki előnyhöz képest.
A Rohm Semiconductor évek óta kutatásokat folytat a SiC-területen, amely egy SiC MOSFET prototípusának kifejlesztésével kezdődött 2004-ben, ezt teljesítménymodulok és Schottky barrierdiódák (SBD) követték. 2005-ben az ügyfelek visszajelzései alapján tökéletesítették a SiC SBD-ket. Ez vezetett a SiC eszközök egységes gyártási rendszeréhez és a németországi SiCrystal Rt. felvásárlásához, hogy biztosítva legyen az ellátás a magas minőségű SiC egykristály-szeletből. Manapság a Rohm képes 100%-ban saját előállításra, amely teljes ár- és minőségi kontrollt tesz lehetővé.
Az IMS Research a "SiC&GaN Power - Quarterly Market Watch"-ban közölt 2010. áprilisi riportjában a SiC SBD-k piacának több mint 50%-os növekedését vetítette elő 2010-re, amíg a növekedés 2009-ben 25% volt az előző évhez képest. Továbbá a SiC diszkrét teljesítményfélvezető és modulpiac 110 millió USD-t elérő növekedését prognosztizálta 2012-ig.
A hagyományos szilíciumalapú SBD-vel összehasonlítva a SiC ultra rövid, a sima szilíciummal elérhetetlen, záróirányú feléledési ideje (reverse recovery time, trr), gyors kapcsolást tesz lehetővé. A záróirányú feléledési töltés (reverse recovery charge, Qrr) minimalizálása jelentősen csökkentette a kapcsolási veszteséget, és hozzájárult a végtermék méretének kicsinyítéséhez. Ezenfelül, míg a hagyományos szilícium trr-je a növekvő hőmérséklettel együtt növekszik, a SiC eszközöknek állandó, a hőmérséklettől független a trr -jük - az az idejük, amely alatt a pillanatnyi visszáram folyik, amikor a feszültség iránya változik. Ez a stabilitás nagy hőmérsékleten történő meghajtást tesz lehetővé anélkül, hogy növekedne a kapcsolási veszteség. A szilíciumhoz képest stabilabb hőmérsékleti paraméterek felmutatásával (pl. a nyitófeszültség esetén) a SiC diódáknál egyszerűsödik a párhuzamos kapcsolás, és megelőzhető a hőméséklet hatására történő megfutás (thermal runaway), nem úgy, mint a szilíciumalapú, gyors feléledésű (fast recovery, FRD) diódáknál.
A fast recovery szilícium- és SiC Schottky-diódák kapcsolási görbéinek összehasonlítása
A Rohm új generációs, SiC-alapú SCS110A Schottky barrierdióda-sorozatának köszönhetően kisebb veszteséggel és nagyobb feszültséggel lehet számolni, továbbá nyitóirányú feszültsége (forward voltage) és működési ellenállása még a piacon jelenleg beszerezhető SiC SBD-khez képest is előnyösebb. A teljesítménysűrűség megnövelése szabályozottan emeli meg az alkatrész hőmérsékletét, és lehetővé teszi a hődisszipációt nem csak a tok alsó, de a felső részében is, ezáltal javul a rendszer hatásfoka és megbízhatósága, továbbá méretcsökkenés válik lehetővé.
A nagy hőmérséklettűrés gyors kapcsolási sebesség melletti alacsony veszteséggel párosítva a Rohm SiC-moduljait ideálissá teszik olyan alkalmazásokra, mint pl. teljesítménytényező-korrekciós (power factor correction, PFC) áramkörök, konverterek és teljesítménykonverzióra használt inverterek, amilyeneket az EV/HEV és légkondicionáló egységekben alkalmaznak.
Végül a jó ár-teljesítmény arányú és fejlett SiC teljesítményeszközök megjelenése a piacon és a teljesítményelektronikai rendszerekben fel fogja gyorsítani a fejlesztéseket az alkatrésztokozás, a passzív komponensek, a hőmérsékleti méretezés, az áramkör- és rendszertervezés területein, továbbá a motorok és aktuátorok konstrukciójánál és működtetésénél is.
