Wolfspeed強調，隨著美國和全球尋求更高效、更環保的解決方案以滿足世界對高壓能源日益增長的需求，美國必須繼續進行戰略投資以鞏固其技術主導地位，同時繼續推動美國在關鍵技術方面的創新。
Wolfspeed 是唯一一家在美國同時擁有碳化硅材料和碳化硅器件制造設施的碳化硅生產商，在新一屆美國政府更加重視國家安全和加大對美國半導體生產的投資的背景下，這一因素變得越來越重要。
美國公用事業級逆變器制造商 EPC Power 總裁兼首席產品官 Devin Dilley 表示：“創新技術釋放了商機。Wolfspeed 的全新第四代 SiC 技術使 EPC Power 能夠在全球范圍內實現能源生產和存儲方式的范式轉變。”
根據 Wolfspeed 的白皮書《第四代碳化硅技術：重新定義高功率應用中的性能和耐用性》，第四代 MOSFET 旨在顯著降低傳導損耗，使其成為電動汽車 (EV) 牽引逆變器、工業電機驅動器和 AI 服務器電源等應用的理想選擇。通過最大限度地減少傳導損耗，這些先進的 MOSFET 可在寬負載范圍內提高效率。這意味著延長電動汽車的行駛里程、提高 HVAC 系統的能源效率并降低服務器場的冷卻成本。
?Wolfspeed 的白皮書中解釋道，在所有電力電子應用中，無論是硬開關還是軟開關，最大限度地減少傳導損耗都非常重要。傳導損耗主要由功率 MOSFET 的導通電阻 (RDS(on) ) 決定，該電阻是在應用所需的電流水平和由此產生的結溫下評估的。在滿額定負載電流下，MOSFET 通常在其最大額定工作溫度附近工作（或低于某些設計裕度）。MOSFET 零件編號的選擇以及最終系統半導體 BOM 成本取決于此高溫 RDS(on)。Wolfspeed 的 Gen4 MOSFET 可將此高溫特定導通電阻降低多達 21%，在較低溫度下降低幅度更大。在電流水平和結溫較低的輕負載下，整個溫度范圍內 R DS(on) 的降低直接轉化為系統效率的提高和工作壽命的延長。
為了說明 Gen 4 MOSFET 的開關損耗和易用性改進，Wolfspeed對比了1200 V Gen 4 器件與等效 Gen 3 器件的動態開關性能對比。柵極電阻值經過調整，以在開啟期間提供匹配的 di/dt，在關閉期間提供匹配的 dV/dt。
在導通期間，對側 MOSFET 的體二極管被關斷，導致反向恢復電流流過體二極管并進入導通的 MOSFET。改進的 Gen 4 體二極管行為在導通電流波形中很明顯，這表明電流恢復速度更快，從而顯著降低了導通開關損耗。此外，Gen 4 中的軟體二極管行為導致開關事件后的振鈴更少，從而降低了系統中的噪聲并提高了 EMI 性能。兩代產品的關斷行為相似，損耗和 EMI 都很低。
圖2：第3代和第4代MOSFET導通波形比較
圖3：第3代和第4代MOSFET關斷波形比較
體二極管性能的改善以及由此帶來的導通性能的改善，使 Gen 4 器件的開關損耗大幅降低。在許多情況下，開關損耗的降低幅度甚至可能更高，因為 Gen 4 器件可以在更高的 di/dt 水平下工作，而不會在反向恢復期間超過 V DS安全工作區。
當 Gen 4 設備在相同條件下運行時，反向恢復要軟得多，從而導致 di/dt 更低，并且電壓過沖顯著降低（約 900 V，相當于減少了 75%）。
這項改進在 1,200 V 額定值以下提供了 300 V 的裕度，提高了安全性和穩健性。客戶可以使用現有封裝更快地進行切換，或者使用先進的封裝解決方案（例如 Wolfspeed 的定制電源模塊）實現更高的性能。
圖 4 展示了 Wolfspeed Gen 3 21 mΩ MOSFET 與 Gen 4 25 mΩ 器件之間的損耗。當匹配開啟 di/dt 和關閉 dV/dt 時，額定電流下的 E SW降低 27%。通過使用較低的 Rg 值，某些 Gen 4 MOSFET 可以進一步改善開關損耗。
圖4：第3代和第4代之間的開關損耗比較
Gen 4 技術提高了硬開關應用的性能，可將 E ON和 E OFF降低多達 15% ，同時可降低軟開關和硬開關應用中的傳導損耗，工作溫度下 R SP可降低多達 21% （具有優異的 175 °CRDS(on)）。
匯總來說，Wolfspeed 的 Gen 4 平臺旨在全面提高系統效率并延長應用壽命，即使在最惡劣的環境下也能實現，同時有助于降低系統成本和縮短開發時間。該技術將為高功率汽車、工業和可再生能源系統的設計人員帶來顯著的性能提升，其主要優勢包括：
整體系統效率：工作溫度下導通電阻降低高達 21%，開關損耗降低高達 15%。
耐用性：確保可靠的性能，包括長達 2.3 μS 的短路耐受時間，以提供額外的安全裕度。
降低系統成本：簡化設計流程以降低系統成本和開發時間。
