Die erste Zeile eines Leistungsbauteil-Datenblatts ist eine Marketingzeile, kein Identifikator. Wolfspeeds C4D40120D und C4D40120H tragen denselben Titel Wort für Wort — „4th Generation 1200 V, 40 A Silicon Carbide Schottky Diode" — und dieselbe Gehäusekennzeichnung, C4D40120. Das eine ist ein einzelnes Die, das andere zwei Dies in einem Gehäuse, und das Dual-Bauteil gibt seine Stoßstromfestigkeit (i²t) pro Leg an: 84,5 A²s gegenüber den 305 des Einzel-Bauteils. Wo ein Stoßstrom auf einem Leg allein landet, ist diese 3,6-fache Lücke die reale Reserve. Eine Wareneingangsprüfung, die die Bauteilkennzeichnung gegen die Bestellung abgleicht, lässt beide durch. Die vor dem Detail zu ziehende Schlussfolgerung: Das Dokument, das eine Leistungsbauteil-Bestellung regelt, ist eine bauteilspezifische Spezifikation, die Sie schreiben, nicht das Datenblatt des Lieferanten — und der Grund steht in AEC-Q101 selbst, wo das Datenblatt des Lieferanten in der Rangfolge der Dokumente an fünfter und letzter Stelle steht.
Das Problem: die Nennwerte stimmen überein, die Bauteile nicht
Nachstehend die beiden Wolfspeed-Bauteile nebeneinander, aus den Datenblatt-PDFs — C4D40120D in Rev. 9, September 2024, und C4D40120H in Rev. 4, August 2024. Das Dual-Bauteil versieht seine Tabelle mit der Fußnote * Per Leg, ** Per Device.
| C4D40120D — Dual-Die, TO-247-3 | C4D40120H — Einzel-Die, TO-247-2 | |
|---|---|---|
| Datenblatt-Titel | 1200 V, 40 A SiC-Schottky-Diode | 1200 V, 40 A SiC-Schottky-Diode |
| Gehäusekennzeichnung | C4D40120 |
C4D40120 |
| IF @ TC = 25 °C | 56,5 / 113 A (pro Leg / pro Bauteil) | 128 A |
| IFSM @ 25 °C, 10 ms | 130 A (pro Leg) | 247 A |
| i²t @ 25 °C, 10 ms | 84,5 A²s (pro Leg) | 305 A²s |
| i²t @ 110 °C | 60,5 A²s (pro Leg) | 300 A²s |
| VF typ / max, Tj 25 °C | 1,5 / 1,8 V bei IF = 20 A | 1,5 / 1,8 V bei IF = 40 A |
| RthJC typ | 0,29 (pro Bauteil) / 0,57 (pro Leg) | 0,225 |
| Qc @ 800 V | 99 nC | 194,9 nC |
| Lagertemperatur | −55 bis +135 °C (Tstg) | −55 bis +150 °C (als Gehäuse- und Lagertemperatur, Tc) |
Aus dieser Tabelle ergeben sich fünf praktische Fallen.
Die Durchlassspannung sieht identisch aus und ist nicht vergleichbar. Beide Datenblätter lesen sich als typ 1,5 V, max 1,8 V. Die Prüfströme sind 20 A und 40 A. Jede Vergleichstabelle, die die Spalte der Prüfbedingung weglässt, zeigt diese beiden Bauteile als gleich beim Durchlassverlust. Das Datenblatt des Dual-Bauteils garantiert die Durchlassspannung nirgends für den Fall, dass ein einzelnes Leg 40 A führt.
Die Stoßstromfestigkeit ist pro Leg angegeben, und die Regel lautet nicht, diese Zahl selbst in irgendeine Richtung umzurechnen, sondern vom Hersteller eine Stoßstromfestigkeit auf Bauteilebene zu verlangen. Der Grund ist, dass i²t ein Integral des Stromquadrats ist und daher nicht so skaliert wie ein linearer Nennwert. Die beiden Stoßstromwerte sind nicht einmal voneinander unabhängig: i²t = IFSM²·tp/2 reproduziert jeden abgedruckten Wert (130² × 0,005 = 84,5, 247² × 0,005 = 305 und Power Masters 135² × 0,005 = 91,1). Weil es eine quadratische Größe ist, tragen zwei Legs, die sich einen Stoßstrom gleichmäßig teilen, ein i²t auf Bauteilebene vom Vierfachen — nicht Doppelten — des Pro-Leg-Werts: 4 × 84,5 = 338 A²s, etwas über den 305 des Einzel-Die, sodass bei gleichmäßiger Aufteilung das Dual-Bauteil geringfügig das stärkere ist, nicht das schwächere, das eine 3,6-fache Schlagzeile suggeriert. Diese 3,6-fache Lücke ist nur im umgekehrten Fall real: Ein Fehler oder eine Topologie, die ein Leg allein treibt, lässt diesem Leg seine nackten 84,5 A²s. Und die gleichmäßige Aufteilung ist nicht garantiert — der Hersteller sichert sie nicht zu, und unterhalb des Übergangspunkts der Durchlassspannung arbeitet der negative Temperaturkoeffizient gegen sie —, während der Nennwert auf Bauteilebene schlicht nicht abgedruckt ist. Zwischen einer Zahl, die Sie nicht sicher umrechnen können, und einer, die nicht auf der Seite steht, ist die in der Spezifikation festzuhaltende Zahl die des Herstellers.
Der Wärmewiderstand hängt davon ab, welche Spalte Sie lesen. Pro Bauteil sieht 0,29 gegenüber 0,225 nah aus. Eine Topologie, die nur ein Leg belastet — etwa eine einphasige Boost-Stufe —, sieht 0,57, das 2,5-Fache des Einzel-Die-Bauteils. Der Pro-Bauteil-Wert setzt voraus, dass beide Legs gleichmäßig belastet sind. Kühlkörper-Berechnungen, die vom einen Bauteil aufs andere übertragen werden, sind um diesen Faktor falsch.
Die Lagergrenzen unterscheiden sich, 135 °C gegenüber 150 °C, und die beiden Datenblätter knüpfen sie sogar an unterschiedliche Größen. Das ist die Art Zeile, die niemand neu liest, wenn sich eine Bauteilnummer um einen Buchstaben ändert.
Die Gehäusekennzeichnung kann nichts davon auflösen. Beide Bauteile sind mit C4D40120 lasermarkiert. Sie beim Wareneingang zu unterscheiden bedeutet, Anschlüsse zu zählen oder eine Röntgenaufnahme zu machen.
Nichts davon macht die Dual-Anordnung unterlegen. Ihre gesamte kapazitive Ladung (QC) beträgt 99 nC gegenüber 194,9 nC und ihre Kapazität ist etwa halb so groß, sodass der Schaltverlust in die andere Richtung geht — was ein eigenes Nachverifizierungsproblem einführt, denn ein schnelleres Einschalten kann die Snubber- und Gate-Widerstandswerte ungültig machen, auf die ein Entwurf abgestimmt wurde. Der Mangel ist nicht das Dual-Die. Es ist, dass ein Einzel-Die und ein Dual-Die unter einem Namen verkauft werden.
Warum das Datenblatt die Last nicht tragen kann
Die Pro-Leg-Konvention ist real, dokumentiert und uneinheitlich sichtbar
Power Master Semiconductor, ein koreanischer IDM mit einer Fab in Cheongju, veröffentlichte eine Application Note zu genau diesem Leseproblem — AN-CD2202, Rev. 1, 7. Juni 2022. Es ist die klarste herstellerseitige Darstellung der Konvention, die wir gefunden haben. Die Note legt dar, dass das D in ihrer Bauteilnummer PCW120D40D1 Dual-Die bedeutet, dass ihr Einzel-Die-Gegenstück PCA120S20D1 S für Single verwendet und in einem TO-247-Gehäuse mit 2 Anschlüssen kommt, und dass ihre Tabelle der elektrischen Kenngrößen überschrieben ist mit „(Per Leg, TC = 25 °C unless otherwise noted)". Ihr Wärmewiderstand ist aus demselben Grund wie beim Wolfspeed-Bauteil beidseitig angegeben — 0,69 °C/W pro Leg gegenüber 0,35 °C/W pro Bauteil.
Diese Überschrift ist das entscheidende Indiz, und die Anschlusszahl ist es nicht. TO-247-3-Einzel-Die-Bauteile sind gewöhnlich: onsemis NTHL080N120SC1 SiC-MOSFET ist ein TO-247-3L-Einzel-Die mit Gate, Drain und Source auf diesen drei Anschlüssen. Drei Anschlüsse bedeuten „das könnte dual sein", nie „das ist dual". Was es klärt, sind die Pro-Leg-/Pro-Bauteil-Notation und das Anschlussbelegungsdiagramm auf Seite eins.
Dieselbe Application Note trägt einen zweiten Befund, der in eine Evaluierung mitzunehmen ist. Der Temperaturkoeffizient der Durchlassspannung jenes Bauteils wechselt bei etwa 16 A das Vorzeichen — darunter fällt die Durchlassspannung mit steigender Temperatur — und die Note stellt ausdrücklich fest, dass „this cross over point is different by device." Die übliche Kurzformel, SiC-Dioden ließen sich wegen eines positiven Temperaturkoeffizienten gefahrlos parallelschalten, gilt oberhalb des Übergangspunkts und nicht darunter, sodass die Stromaufteilung bei geringer Last sich nicht selbst ausbalanciert. Wo der Übergangspunkt liegt, ist eine Frage an den Lieferanten; sie ist selten abgedruckt.
Wir sollten deutlich sein über die Grenzen dieses Belegs. Wir haben das Problem der Einzel-gegen-Dual-Benennung bei zwei Herstellern verifiziert, Wolfspeed und Power Master Semiconductor. Wir haben die Portfolios von Infineon, ROHM oder STMicroelectronics nicht auf dasselbe Muster geprüft, und wir behaupten nicht, dass es branchenweit gilt. Zwei unabhängige Fälle genügen, um es zu einem Prüfpunkt zu machen, nicht, um es zu einer Verallgemeinerung zu machen. Auf unserer Seite führen wir die beiden Konfigurationen als getrennte Positionen mit pro Leg angegebenem Wärmewiderstand beim Dual — die Aufteilung ist auf unserer Seite für SiC-Schottky-Dioden sichtbar.
Ein Automotive-Grad kauft Dokumente, keine Leistung
Das zweite Versagen ist ein Grad-Label, das als Leistungsaussage gelesen wird. Wir haben den Volltext zweier onsemi-Datenblätter Zeile für Zeile verglichen: NTHL080N120SC1 (industriell, Rev. 6, Januar 2023) und NVHL080N120SC1 (Automotive, Rev. 4, Mai 2022).
Nicht eine einzige elektrische oder thermische Zahl unterscheidet sich. VDSS 1200 V, ID 31 A bei TC 25 °C, RDS(on) typ 80 / max 110 mΩ, RthJC 0,84 °C/W, QG(tot) 56 nC, EAS 171 mJ — durchgängig identisch. Die Unterschiede sind die Revisionsdaten, die Markenwortwahl im Titel, das Kennzeichnungsschema, die Anwendungsbeispiele (USV und DC-DC-Wandler gegenüber Kfz-Bordladegerät und EV/HEV-DC-DC), die Schreibweise des Gehäusenamens für denselben physischen CASE und ein Feature-Aufzählungspunkt: AEC−Q101 Qualified and PPAP Capable.
Dieser Aufzählungspunkt ist das Produkt. Was ein Automotive-Grad hier liefert, ist Qualifikationsnachweis, PPAP, Änderungskontrolle und Los-Rückverfolgbarkeit — kein besseres Die. Ihn wegen der Leistung zu kaufen bedeutet, für Dokumente zu zahlen, die man dann nicht einzusehen verlangt.
AEC-Q101 ist eine Selbsterklärung, und es sagt das auch
Der Standard ist deutlich hinsichtlich seines eigenen Status. AEC-Q101 Rev E, datiert auf den 1. März 2021, stellt in §1.3.1 fest, dass „there are no ‚certifications' for AEC-Q101 qualification and there is no certification board run by AEC to qualify parts." Es gibt kein Zertifikat einzuholen, weil es keine Stelle gibt, die eines ausstellt. Der Lieferant führt die Prüfungen durch und erklärt das Ergebnis; der Beleg ist der Qualifikationsprüfbericht zusammen mit dem Certificate of Design, Construction and Qualification, beschrieben in §3.1 und Anhang 2.
Vier Bestimmungen im selben Dokument entscheiden, was ein Käufer tatsächlich erhält.
Das Datenblatt rangiert zuletzt. §2.1 legt die Dokumenten-Rangfolge fest als (a) die Bestellung, (b) die individuell vereinbarte Bauteilspezifikation, (c) AEC-Q101 selbst, (d) die Referenzdokumente und (e) das Datenblatt des Lieferanten. Existiert bei (b) keine vereinbarte Bauteilspezifikation, ist das einzige technische Dokument im Streitfall das an fünfter Stelle rangierende — dasjenige, das der Lieferant allein geschrieben hat und allein überarbeitet.
„Getestet nach" ist nicht „qualifiziert". §1.3.1 gestattet einem Lieferanten, im Einvernehmen mit dem Anwender, bei Stichprobengrößen und Bedingungen zu qualifizieren, die weniger streng sind als vom Standard gefordert — aber dieses Bauteil darf nicht als AEC-Q101-qualifiziert bezeichnet werden, bis die unerfüllten Anforderungen abgeschlossen sind. Ein Angebot mit der Formulierung „getestet nach AEC-Q101" trifft nicht dieselbe Aussage wie „AEC-Q101-qualifiziert", und der Unterschied ist unsichtbar, es sei denn, Sie fragen, welche Anforderungen reduziert wurden.
Die Daten stammen möglicherweise nicht von Ihrem Bauteil. §2.2 erlaubt generische Familiendaten: Qualifiziere die „vier Ecken" der Familie, und die dazwischenliegenden Bauteile sind abgedeckt. Nur ESD HBM/CDM und die parametrische Verifikation sind unter §4.2 als bauteilspezifisch vorgeschrieben. Der Standard übergibt die Entscheidung dann dem Käufer — „The user(s) will be the final authority on the acceptance of generic data in lieu of specific part test data." Das ist eine zu treffende Entscheidung, keine höflichkeitshalber zu erbittende.
Die Änderungsbenachrichtigung ist, was auch immer der Vertrag sagt. §3.2.1 lautet vollständig: „The supplier will meet mutually agreed upon requirements for product/process changes." Keine Vorlauffrist, kein Kanal, kein Format. Ein AEC-Q101-Bauteil trägt kein automatisches PCN-Fenster. (JEDECs JESD46 wurde im Juli 2016 durch den gemeinsamen JEDEC/ECIA/IPC-Standard J-STD-046 abgelöst, und öffentliche Zusammenfassungen beschreiben darin eine Benachrichtigungspflicht von 90 Tagen vor Auslieferung. Wir konnten den Standardtext nicht beschaffen — er ist kostenpflichtig —, sodass wir dies als sekundäre Darstellung angeben statt als verifizierte Bestimmung, und wir konnten nicht bestätigen, ob er Last-Time-Buy-Fenster überhaupt regelt.)
Zur Größenordnung: Die Qualifikation hinter dem Label läuft über mindestens drei Lose × 77 Stück pro Los (§2.3.4), über einen Betriebsbereich von mindestens −40 °C bis +125 °C (§1.3.1), mit HTRB und HTGB bei 1.000 Stunden, H3TRB bei 1.000 Stunden unter 85 °C/85 % RH, Temperaturwechsel bei 1.000 Zyklen und HAST bei 96 Stunden bei 130 °C/85 % RH. Für mehrere davon sind Reduzierungen dokumentiert — Temperaturwechsel sinkt auf 400 Zyklen, wenn bei Tj+25 °C oder 175 °C durchgeführt, HTGB auf 500 Stunden bei Tj+25 °C —, was ein weiterer Grund ist, warum der Bericht mehr zählt als das Label.
Eine Klausel ist wenig bekannt und gilt unmittelbar für SiC-Schottky-Dioden. Eine mit Buchstaben versehene Anmerkung zu Table 2 (Note X) lässt zu, dass bei Schaltbauteilen, die im HTRB unter einer DC-Sperrbedingung ein thermisches Durchgehen erfahren können, die maximal zulässige Sperrschichttemperatur bei der Nenn-DC-Sperrspannung nicht spezifiziert werden muss, und verlangt, dass die tatsächlich verwendeten Bedingungen im Qualifikationsprüfplan oder -bericht angegeben werden. Mit anderen Worten: Der 1.000-Stunden-HTRB hinter der Qualifikation einer SiC-Diode wurde möglicherweise nicht bei der Nenn-Sperrschichttemperatur des Bauteils gefahren, und der Standard gestattet das. Die an einen Lieferanten zu stellende Frage lautet nicht „hat es HTRB bestanden", sondern „bei welcher Spannung und welcher Sperrschichttemperatur".
Die 25-°C-Spalte verbirgt die Unterschiede, auf die es ankommt
Bauteile werden bei 25 °C verglichen und nahe ihrer Grenze betrieben. Die Multiplikatoren zwischen diesen beiden Zuständen sind keine Eigenschaft der Technologie; sie unterscheiden sich von Bauteil zu Bauteil, aus denselben Primär-Datenblättern.
| Parameter | Bauteil | 25 °C | Bei Temperatur | Multiplikator |
|---|---|---|---|---|
| VF (max) | C4D40120D / C4D40120H | 1,8 V | 3,0 V @ 175 °C | ×1,67 |
| IR (max) | C4D40120D | 200 µA | 400 µA @ 175 °C | ×2 |
| IR (max) | C4D40120H | 300 µA | 500 µA @ 175 °C | ×1,67 |
| IR (max) | PCW120D40D1 | 100 µA | 300 µA @ 175 °C | ×3 |
| IDSS (max) | NTHL/NVHL080N120SC1 | 100 µA | 1 mA @ 175 °C | ×10 |
| RDS(on) (typ) | NTHL/NVHL080N120SC1 | 80 mΩ | 114 mΩ @ 150 °C | ×1,43 |
Die Hochtemperatur-Spalte mischt Prüfbedingungs-Bezugsgrößen: Power Masters Leckstrom ist bei TC = 175 °C, die Wolfspeed- und onsemi-Werte bei Tj = 175 °C. Der eigene Multiplikator jedes Bauteils gilt ungeachtet dessen, aber nach der eigenen Regel dieses Artikels — die Bedingungen angleichen, bevor Zahlen nebeneinandergestellt werden — ist die Vermischung erwähnenswert in der Tabelle, die den Punkt macht.
Die Multiplikatoren des Sperr-Leckstroms streuen bei diesen vier Bauteilen von ×1,67 bis ×10. Eine Standby-Verlust-Rechnung, die auf der 25-°C-Spalte aufbaut, kann um eine Größenordnung danebenliegen, und die Rangfolge zweier Kandidaten-Bauteile bei 25 °C kann sich bei Betriebstemperatur umkehren.
Zwei sekundäre Beobachtungen sitzen in derselben Tabelle. Erstens ist es selbst ein Signal, ob Hochtemperaturwerte überhaupt erscheinen — alle vier Bauteile hier veröffentlichen sie, und ein Datenblatt, das bei 25 °C aufhört, hat entweder nicht gemessen oder sich entschieden, nicht zu drucken. Zweitens sind sie dort, wo sie erscheinen, oft typisch statt maximal: Die 175-°C-Durchlassspannung von PCW120D40D1 gibt typ 1,8 V mit leerer Max-Zelle an, und onsemis 150-°C-Durchlasswiderstand gibt typ 114 mΩ ohne Max. Ein typischer Wert ist keine Garantie, und das Worst-Case-Thermodesign braucht die Garantie. Die Prüfbedingungen müssen angeglichen werden, bevor irgendeine dieser Zahlen nebeneinandergestellt wird — onsemi spezifiziert den Durchlasswiderstand bei VGS = 20 V und ID = 20 A, und der Durchlasswiderstand eines SiC-MOSFET reagiert empfindlich genug auf die Gate-Spannung, dass ein konkurrierendes Bauteil, das bei 15 V oder 18 V angegeben ist, überhaupt nicht vergleichbar ist. Das ist dieselbe Falle wie die 20-A-/40-A-Durchlassspannung, eine Ebene höher; deshalb legen wir die Gate-Ansteuer-Familie fest, bevor wir irgendetwas auf der SiC-MOSFET-Linie angeben.
Wer das Die gefertigt hat, ändert, was ein Lieferant Ihnen sagen kann
Chinesische SiC-Lieferanten teilen sich in zwei Strukturen: große vertikal integrierte Leistungshalbleiter-Hersteller, die eigene Fabs betreiben, und fabless-Designer, die Wafer bei SiC-Foundries platzieren — manche im Inland, manche in Taiwan oder Europa. Die Unterscheidung betrifft nicht die Qualität. Sie betrifft, welche Information existiert, um sie Ihnen zu geben.
Eine hauseigene Fab verknüpft das Wafer-Los mit dem Montage-Los innerhalb eines Unternehmens, analysiert einen dem Die zuzuschreibenden Fehler selbst, verwaltet nur die eigenen Prozessänderungen und entscheidet die eigene Requalifikation. Ein foundry-basierter Lieferant tut nichts davon vollständig aus eigener Kraft: Der Wafer-Los-Datensatz gehört der Foundry und Teile davon können nicht übergeben werden, ein dem Die zuzuschreibendes 8D geht an die Foundry zurück und kommt langsamer und gekürzt zurück, eine Foundry-Prozessänderung erreicht den Lieferanten über ein zusätzliches Glied und daher spät, und eine Foundry-Änderung läuft in der Praxis auf eine neue Qualifikation hinaus. Diese Überlegung folgt aus den Requalifikations-Bestimmungen von AEC-Q101 §3.2 und daraus, wie die beiden Strukturen funktionieren; wir haben sie nicht gegen das tatsächliche Verhalten eines bestimmten Lieferanten verifiziert, also behandeln Sie sie als Grund, eine Frage zu stellen, statt als Befund. Die Frage ist zweiteilig: Besitzen Sie die Fab, und wenn nicht, verpflichtet Ihr Foundry-Vertrag die Foundry, Sie über Prozessänderungen zu benachrichtigen, und reicht Ihr Vertrag diese Benachrichtigung an Sie durch? Die zweite Hälfte ist der Ort, an dem die Exposition sitzt, und sie wird selten gestellt.
Korea erwirbt hier langsam eine inländische Option. DB HiTek gab am 9. September 2026 bekannt, die Zuverlässigkeitsqualifikation eines 200-mm-1200-V-SiC-MOSFET-Prozesses abgeschlossen zu haben, und beschrieb ihn als den ersten abgeschlossenen 1200-V-Acht-Zoll-SiC-Foundry-Ablauf; ihr Prozess der zweiten Generation ist mit 2,5 mΩ·cm² oder darunter bei einer Schwellenspannung über 3 V bei 18-V-Gate angegeben, und eine dritte Generation mit Ziel 2,3 mΩ·cm² und Kurzschlussfestigkeit über 2,5 µs soll im November 2026 offengelegt werden. Der Zeitplan ist der Teil, auf den es für jeden ankommt, der jetzt kauft: Der allgemeine Kundenzugang ist für Q2 2027 angegeben, mit Serienproduktion angepeilt für 2027, und die Ankündigung erwähnt AEC-Q101 oder eine Automotive-Qualifikation mit keinem Wort. Für eine Bestellung, die in diesem Quartal platziert werden muss, ist es keine Alternative. Die Substratversorgung unter all dem ist ein eigenes bewegliches Problem, behandelt in unserer Notiz zum Übergang vom Sechs- zum Acht-Zoll-SiC-Wafer.