新聞事件：

• 宮代就SiC功率器件的現狀和課題接受采訪

事件影響：

• SiC功率器件要想實現普及，“還需要確立能夠高溫工作、可靠性較高的安裝技術”

作為實現逆變器等功率變換器低成本化
、小型化的器件
，SiC（碳化矽）功率半導體備受關注。在空調、太陽能發電係統
、混合動力車/電動汽車中的應用也都在研究之中。但橫濱高度實裝技術研發聯盟(YJC)理事宮代文夫指出，SiC功率器件要想實現普及，“還需要確立能夠高溫工作、可靠性較高的安裝技術”。不久前
，宮代就SiC功率器件的現狀和課題接受了記者采訪。

宮代曾在東芝綜合研究所從事微波電子管
、聲表麵波器件
、陶瓷的研究開發，陸續擔任過金屬陶瓷材料研究所所長、新材料應用研究所所長、電子安裝學會副會長等職務。目前為YJC“功率電子安裝研究會”負責人。（采訪人：安保秀雄） 

問：請介紹一下SiC功率器件的現狀。

宮代：SiC SBD（Schottky Barrier Diode)已經在二十一世紀初小規模投產，在逆變器等產品中配備，SiC功率晶體管（MOSFET)的實用化才剛剛開始。

但大直徑
、低價格的優質SiC晶圓供應不足、器件長期可靠性驗證數據不充分等問題依然存在。

不過已經有企業表示

，空調

、太陽能發電係統用功率調節器、升降電梯等設備最快將從2010財年開始配備SiC功率器件。使用SiC的設備廠商和汽車廠商也有所增加，實用化可謂近在咫尺。

問：SiC功率器件有哪些優點？

宮代：SiC的能隙、熔點
、導熱率等物理特性優於Si。因此，SiC功率器件的損耗本質上也低於Si。電力損耗減半的逆變器試製品正在不斷被開發出來。

SiC的物性優於Si具有非常重大的意義。這意味著Si元件通過變更設計無法實現的性能可以靠SiC來實現。

因為SiC的能隙
、熔(rong)點(dian)高(gao)，工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)
，因(yin)此(ci)
，根(gen)據(ju)使(shi)用(yong)方(fang)法(fa)，原(yuan)來(lai)需(xu)要(yao)水(shui)冷(leng)的(de)可(ke)以(yi)改(gai)換(huan)為(wei)空(kong)冷(leng)。從(cong)而(er)降(jiang)低(di)散(san)熱(re)成(cheng)本(ben)
，實(shi)現(xian)裝(zhuang)置(zhi)的(de)小(xiao)型(xing)化(hua)。原(yuan)來(lai)使(shi)用(yong)空(kong)冷(leng)的(de)則(ze)可(ke)以(yi)省(sheng)去(qu)風(feng)扇(shan)。這(zhe)樣(yang)不(bu)僅(jin)能(neng)消(xiao)除(chu)風(feng)扇(shan)故(gu)障(zhang)隱(yin)患(huan)，還(hai)能(neng)提(ti)高(gao)功(gong)率(lv)器(qi)件(jian)安(an)裝(zhuang)場(chang)所(suo)的(de)自(zi)由(you)度(du)。除(chu)此(ci)之(zhi)外(wai)，使(shi)用(yong)SiC還具有能夠實現高頻工作、逆變器無源部件小型化等好處。

問：開發競爭的重點是什麼

？

宮代：為了全麵挖掘SiC的優勢
，適合SiC的(de)安(an)裝(zhuang)技(ji)術(shu)不(bu)可(ke)或(huo)缺(que)。對(dui)於(yu)太(tai)陽(yang)能(neng)發(fa)電(dian)係(xi)統(tong)和(he)汽(qi)車(che)的(de)逆(ni)變(bian)器(qi)，除(chu)了(le)低(di)損(sun)耗(hao)外(wai)，逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)總(zong)體(ti)積(ji)也(ye)有(you)望(wang)縮(suo)小(xiao)到(dao)目(mu)前(qian)的(de)數(shu)分(fen)之(zhi)一(yi)以(yi)下(xia)，優(you)秀(xiu)的(de)安(an)裝(zhuang)技(ji)術(shu)將(jiang)成(cheng)為(wei)巨(ju)大(da)的(de)競(jing)爭(zheng)力(li)。

問：安裝的課題具體有哪些
？

宮代：現在
，Si等功率半導體器件的焊接溫度上限大多設定在150～175℃，而SiC能夠達到200℃以上。但是，需要在包括設備廠商、器件廠商、材料廠商的整個業界範圍內確定溫度並非易事。除了器件本身外，不清楚電極連接材料、封裝材料等安裝材料是否耐高溫也是原因之一。比方說，采集200℃、250℃和300℃下的長時間數據
，調查初期故障、偶發故障和疲勞斷裂的可靠性是必須開展的工作。這些溫度對於環氧樹脂等有機材料條件非常苛刻。

因此，采用什麼封裝也必須進行研究。如果能夠利用配備以往Si功率器件的封裝構造，那麼過去的經驗和成果就可以得到運用

，但是，銅絲、焊錫
、散熱底板
、散熱片、Si凝膠
、樹脂管殼能否耐受200～300℃的高溫？是否會產生熱應力等問題
？這些都必須重新確認。

適合高溫工作SiC的新結構需要重新考慮。康奈可等公司已經提出了新結構的器件。此外，能夠在高溫下使用的電容器等電子部件
、小型熱管
、高散熱片也同樣必要。目前相應的安裝技術還不完善。整個業界應該齊心合力開發SiC功率器件安裝技術。

問：業界的行動充分嗎
？

宮代：現在工業設備廠商、汽車廠商已經開始全麵著手研究SiC應用

，器件開發、逆變器設計都在進行之中。但是，提高晶圓和器件的完成度依然麵臨很多亟待解決的課題
，“無力顧及安裝和封裝”的企業也不在少數。就像剛才說的那樣，焊接溫度等安裝技術方麵的研究還沒有進展。這可以說是一個重大問題。

另一方麵，在2008年9月於歐洲召開的SiC會議ECSCRM2008（Europian Conference on Silicon Carbide and Related Materials）上，各國的發表數量超出以往。“SiC熱”的程度堪比過去的淘金熱。現在，全球SiC開發進程正在快速推進。與德國和美國相比，日本恐怕會落後。

但是
，以汽車、電機業為首，日本設備廠商對於采用SiC行動之積極在全球都非常突出
，因此，從基礎技術開始累積
，必然能夠開辟出新的道路。