Puntos de control en las hojas de datos de dispositivos SiC: cuando «1200V 40A» nombra dos componentes distintos

La primera línea de la hoja de datos de un dispositivo de potencia es una línea de marketing, no un identificador. El C4D40120D y el C4D40120H de Wolfspeed llevan el mismo título palabra por palabra — «4th Generation 1200 V, 40 A Silicon Carbide Schottky Diode» — y el mismo marcado de encapsulado, C4D40120. Uno es un solo chip (single die), el otro son dos chips en un mismo encapsulado, y el componente doble declara su capacidad de soportar sobrecorriente (i²t) por rama: 84.5 A²s frente a los 305 del componente simple. Donde una sobrecorriente cae sobre una sola rama, esa brecha de 3.6 veces es el margen real. La inspección de entrada que compara el marcado del componente con la orden de compra da por buenos a ambos. La conclusión sobre la que actuar antes de que empiece el detalle: el documento que rige la orden de un dispositivo de potencia es una especificación de componente específica que usted redacta, no la hoja de datos del proveedor — y la razón está escrita en la propia AEC-Q101, donde la hoja de datos del proveedor ocupa el último de cinco puestos en el orden de precedencia documental.

El problema: los valores nominales coinciden y los componentes no

A continuación están los dos componentes de Wolfspeed uno al lado del otro, extraídos de los PDF de las hojas de datos — el C4D40120D en Rev. 9, septiembre de 2024, y el C4D40120H en Rev. 4, agosto de 2024. El componente doble anota al pie de su tabla * Per Leg, ** Per Device.

De esa tabla salen cinco trampas prácticas.

La tensión directa parece idéntica y no es comparable. Ambas hojas de datos indican típ 1.5 V, máx 1.8 V. Las corrientes de ensayo son 20 A y 40 A. Cualquier hoja de cálculo comparativa que elimine la columna de condiciones de ensayo muestra estos dos componentes como iguales en pérdida de conducción. La hoja de datos del componente doble no garantiza en ninguna parte su tensión directa cuando una sola rama conduce 40 A.

La capacidad de soportar sobrecorriente se indica por rama, y la regla no es convertir esa cifra usted mismo en ningún sentido, sino exigir al fabricante una capacidad de sobrecorriente a nivel de dispositivo. La razón es que i²t es una integral de corriente al cuadrado, de modo que no escala como lo hace una magnitud lineal. Las dos cifras de sobrecorriente ni siquiera son independientes entre sí: i²t = I_FSM²·t_p/2 reproduce cada valor impreso (130² × 0.005 = 84.5, 247² × 0.005 = 305, y el 135² × 0.005 = 91.1 de Power Master). Por ser una magnitud al cuadrado, dos ramas que reparten una sobrecorriente por igual soportan un i²t a nivel de dispositivo de cuatro veces la cifra por rama, no del doble — 4 × 84.5 = 338 A²s, ligeramente por encima de los 305 del chip único, así que bajo reparto equitativo el doble es marginalmente el componente más fuerte, no el más débil que sugiere un titular de 3.6 veces. Esa brecha de 3.6 veces solo es real en el caso opuesto: un fallo o una topología que excita una sola rama deja a esa rama con sus escuetos 84.5 A²s. Y el reparto equitativo no está garantizado — el fabricante no lo garantiza, y por debajo del cruce de tensión directa el coeficiente de temperatura negativo juega en su contra — mientras que la propia cifra a nivel de dispositivo simplemente no está impresa. Entre una cifra que no puede convertir con seguridad y otra que no aparece en la página, el número que hay que fijar en la especificación es el del fabricante.

La resistencia térmica depende de qué columna se lea. Por dispositivo, 0.29 frente a 0.225 parece cercano. Una topología que carga una sola rama — una etapa elevadora monofásica, por ejemplo — ve 0.57, que es 2.5 veces el componente de chip único. La cifra por dispositivo supone que ambas ramas se cargan por igual. Los cálculos de disipador trasladados de un componente al otro se equivocan en ese margen.

Los límites de almacenamiento difieren, 135 °C frente a 150 °C, y las dos hojas de datos incluso los asocian a magnitudes distintas. Es el tipo de línea que nadie vuelve a leer cuando un número de parte cambia en una sola letra.

El marcado de encapsulado no resuelve nada de esto. Ambos componentes llevan grabado por láser C4D40120. Distinguirlos en la recepción de mercancía implica contar patillas o hacer una radiografía.

Nada de esto hace inferior a la disposición doble. Su carga capacitiva total (Q_C) es de 99 nC frente a 194.9 nC y su capacitancia es aproximadamente la mitad, así que la pérdida de conmutación va en sentido contrario — lo que introduce su propio problema de reverificación, porque un encendido más rápido puede invalidar los valores de snubber y de resistencia de puerta con los que se ajustó un diseño. El defecto no es el chip doble. Es que un chip único y un chip doble se vendan bajo un mismo nombre.

Por qué la hoja de datos no puede con la carga

La convención por rama es real, está documentada y su visibilidad es inconsistente

Power Master Semiconductor, un IDM coreano con una fábrica en Cheongju, publicó una nota de aplicación sobre este mismo problema de lectura — AN-CD2202, Rev. 1, 7 de junio de 2022. Es la declaración del lado del fabricante más clara de la convención que encontramos. La nota detalla que la D en su número de parte PCW120D40D1 significa doble chip (dual die), que su hermano de chip único PCA120S20D1 usa S de single (simple) y viene en un encapsulado TO-247 de 2 patillas, y que su tabla de características eléctricas está encabezada por «(Per Leg, T_C = 25 °C unless otherwise noted)». Su resistencia térmica se indica de las dos maneras por la misma razón que en el componente de Wolfspeed — 0.69 °C/W por rama frente a 0.35 °C/W por dispositivo.

Ese encabezado es la evidencia decisiva, y el número de patillas no lo es. Los componentes de chip único en TO-247-3 son habituales: el SiC MOSFET NTHL080N120SC1 de onsemi es un chip único en TO-247-3L con puerta, drenador y fuente en esas tres patillas. Tres patillas significan «esto podría ser doble», nunca «esto es doble». Lo que lo zanja es la notación por rama/por dispositivo y el diagrama de conexión de terminales de la primera página.

La misma nota de aplicación aporta un segundo hallazgo que vale la pena llevar a una evaluación. El coeficiente de temperatura de la tensión directa de ese componente cruza en torno a 16 A — por debajo, la tensión directa cae al subir la temperatura — y la nota afirma explícitamente que «this cross over point is different by device». La regla habitual de que los diodos SiC se pueden poner en paralelo con seguridad por su coeficiente de temperatura positivo se cumple por encima del cruce y no por debajo, así que el reparto de corriente a baja carga no se autoequilibra. Dónde se sitúa el cruce es una pregunta que hacer al proveedor; rara vez está impresa.

Conviene ser claros sobre los límites de esta evidencia. Verificamos el problema de nombrado entre chip único y chip doble en dos fabricantes, Wolfspeed y Power Master Semiconductor. No auditamos las carteras de Infineon, ROHM o STMicroelectronics en busca del mismo patrón, y no afirmamos que sea general en el sector. Dos casos independientes bastan para convertirlo en un punto de control, no para convertirlo en una generalización. Por nuestra parte, mantenemos las dos configuraciones como partidas de línea separadas, con la resistencia térmica indicada por rama en el doble — la separación es visible en nuestra página de diodos Schottky de SiC.

Un grado de automoción compra documentos, no prestaciones

El segundo fallo es una etiqueta de grado leída como una promesa de prestaciones. Comparamos el texto completo de dos hojas de datos de onsemi, línea por línea: NTHL080N120SC1 (industrial, Rev. 6, enero de 2023) y NVHL080N120SC1 (automoción, Rev. 4, mayo de 2022).

No difiere ni un solo número eléctrico o térmico. V_DSS 1200 V, I_D 31 A a T_C 25 °C, R_DS(on) típ 80 / máx 110 mΩ, R_thJC 0.84 °C/W, Q_G(tot) 56 nC, E_AS 171 mJ — idénticos en todo. Las diferencias son las fechas de revisión, la redacción de marca en el título, el esquema de marcado, los ejemplos de aplicación (UPS y convertidor DC-DC frente a cargador de a bordo de automoción y DC-DC para EV/HEV), la grafía del nombre del encapsulado para la misma CASE física, y un punto de característica: AEC−Q101 Qualified and PPAP Capable.

Ese punto es el producto. Lo que un grado de automoción entrega aquí es evidencia de calificación, PPAP, control de cambios y trazabilidad de lote — no un mejor chip. Comprarlo por prestaciones significa pagar por documentos que luego no se pide ver.

AEC-Q101 es una autodeclaración, y así lo dice

La norma es contundente sobre su propio estatus. AEC-Q101 Rev E, con fecha 1 de marzo de 2021, afirma en §1.3.1 que «there are no 'certifications' for AEC-Q101 qualification and there is no certification board run by AEC to qualify parts». No hay certificado que recoger, porque no hay organismo que lo emita. El proveedor realiza los ensayos y declara el resultado; la evidencia es el informe de ensayos de calificación junto con el Certificate of Design, Construction and Qualification descrito en §3.1 y el Apéndice 2.

Cuatro disposiciones del mismo documento deciden lo que un comprador realmente recibe.

La hoja de datos ocupa el último lugar. §2.1 fija la precedencia documental como (a) la orden de compra, (b) la especificación de componente acordada individualmente, (c) la propia AEC-Q101, (d) los documentos de referencia y (e) la hoja de datos del proveedor. Si no existe una especificación de componente acordada en (b), el único documento técnico en la disputa es el que ocupa el quinto lugar — el que el proveedor redactó solo y revisa solo.

«Ensayado según» no es «calificado». §1.3.1 permite a un proveedor, de acuerdo con el usuario, calificar con tamaños de muestra y condiciones menos estrictas de lo que exige la norma — pero ese componente no puede llamarse calificado AEC-Q101 hasta que se completen los requisitos pendientes. Una cotización que diga «tested per AEC-Q101» no hace la misma afirmación que «AEC-Q101 qualified», y la diferencia es invisible salvo que se pregunte qué requisitos se redujeron.

Los datos pueden no ser de su componente. §2.2 permite datos genéricos de familia: se califican las «cuatro esquinas» de la familia y los componentes intermedios quedan cubiertos. Solo ESD HBM/CDM y la verificación paramétrica se exigen como específicas del componente en §4.2. La norma entonces cede la decisión al comprador — «The user(s) will be the final authority on the acceptance of generic data in lieu of specific part test data». Es una decisión que tomar, no una cortesía que solicitar.

La notificación de cambios es lo que diga el contrato. §3.2.1 dice, íntegro: «The supplier will meet mutually agreed upon requirements for product/process changes». Ningún plazo de aviso, ningún canal, ningún formato. Un componente AEC-Q101 no lleva ninguna ventana de PCN automática. (El JESD46 de JEDEC fue sustituido por la norma conjunta JEDEC/ECIA/IPC J-STD-046 en julio de 2016, y los resúmenes públicos describen en ella un requisito de notificación previa al envío de 90 días. No pudimos obtener el texto de la norma — es de pago —, así que lo damos como relato secundario y no como disposición verificada, y no pudimos confirmar si regula siquiera las ventanas de last-time-buy.)

Para dar escala, la calificación tras la etiqueta corre un mínimo de tres lotes × 77 piezas por lote (§2.3.4), sobre un rango operativo de al menos −40 °C a +125 °C (§1.3.1), con HTRB y HTGB a 1000 horas, H3TRB a 1000 horas bajo 85 °C/85% HR, ciclado térmico a 1000 ciclos, y HAST a 96 horas a 130 °C/85% HR. Varios de esos ensayos tienen reducciones documentadas — el ciclado térmico baja a 400 ciclos si se corre a T_j+25 °C o 175 °C, el HTGB a 500 horas a T_j+25 °C — lo que es una razón más para que el informe importe más que la etiqueta.

Una cláusula poco conocida se aplica directamente a los diodos Schottky de SiC. Una nota con letra a la Table 2 (Note X) admite que, para componentes de conmutación que pueden sufrir fuga térmica en HTRB bajo condición de inversa en DC, la temperatura de unión máxima especificada a la tensión inversa DC nominal puede no especificarse, y exige que las condiciones realmente usadas se declaren en el plan o el informe de ensayos de calificación. Dicho de otro modo, el HTRB de 1000 horas tras la calificación de un diodo SiC puede no haberse corrido a la temperatura de unión nominal del componente, y la norma lo permite. La pregunta que plantear a un proveedor no es «¿pasó el HTRB?», sino «¿a qué tensión y a qué temperatura de unión?».

La columna de 25 °C oculta las diferencias que importan

Los dispositivos se comparan a 25 °C y se operan cerca de su límite. Los multiplicadores entre esos dos estados no son una propiedad de la tecnología; difieren de un componente a otro, de las mismas hojas de datos primarias.

La columna de alta temperatura mezcla bases de condición de ensayo: la fuga de Power Master es a T_C = 175 °C, las cifras de Wolfspeed y onsemi a T_j = 175 °C. El multiplicador propio de cada componente se sostiene igualmente, pero por la propia regla de este artículo — alinear las condiciones antes de poner números uno al lado del otro — la mezcla merece señalarse en la tabla que hace la observación.

Los multiplicadores de fuga inversa se dispersan de ×1.67 a ×10 entre estos cuatro componentes. Un cálculo de pérdida en reposo construido sobre la columna de 25 °C puede errar en un orden de magnitud, y el orden de dos componentes candidatos a 25 °C puede invertirse a temperatura de operación.

Dos observaciones secundarias caben dentro de la misma tabla. Primera, que aparezcan o no valores de alta temperatura es en sí una señal — los cuatro componentes aquí los publican, y una hoja de datos que se detiene en 25 °C o no midió o eligió no imprimirlos. Segunda, donde aparecen suelen ser típicos y no máximos: la tensión directa a 175 °C de PCW120D40D1 da típ 1.8 V con la celda de máx vacía, y la resistencia en conducción a 150 °C de onsemi da típ 114 mΩ sin máx. Un valor típico no es una garantía, y el diseño térmico de peor caso necesita la garantía. Las condiciones de ensayo han de alinearse antes de poner cualquiera de estos números uno junto a otro — onsemi especifica la resistencia en conducción a V_GS = 20 V e I_D = 20 A, y la resistencia en conducción de un SiC MOSFET es lo bastante sensible a la tensión de puerta como para que un componente rival citado a 15 V o 18 V no sea comparable en absoluto. Es la misma trampa que la de la tensión directa a 20 A / 40 A, un nivel más arriba; por eso fijamos la familia de excitación de puerta (gate-drive) antes de citar nada en la línea de SiC MOSFET.

Quién fabricó el chip cambia lo que un proveedor puede decirle

Los proveedores chinos de SiC se dividen en dos estructuras: grandes fabricantes de semiconductores de potencia verticalmente integrados que operan sus propias fábricas, y diseñadores fabless que colocan sus obleas en fundiciones de SiC — algunas nacionales, otras en Taiwán o Europa. La distinción no va de calidad. Va de qué información existe para dársela.

Una fábrica propia enlaza el lote de oblea con el lote de ensamblaje dentro de una sola empresa, analiza ella misma un fallo atribuible al chip, gestiona solo sus propios cambios de proceso y decide su propia recalificación. Un proveedor basado en fundición no hace ninguna de esas cosas enteramente por sí solo: el registro del lote de oblea pertenece a la fundición y hay partes que no pueden entregarse, un 8D atribuible al chip vuelve a la fundición y regresa más lento y abreviado, un cambio de proceso de la fundición llega al proveedor a través de un eslabón adicional y por tanto tarde, y un cambio de fundición equivale en la práctica a una nueva calificación. Ese razonamiento se sigue de las disposiciones de recalificación de AEC-Q101 §3.2 y de cómo funcionan las dos estructuras; no lo hemos verificado contra la conducta real de ningún proveedor concreto, así que trátese como la razón para hacer una pregunta y no como un hallazgo. La pregunta es doble: ¿es usted dueño de la fábrica y, si no, obliga su acuerdo de fundición a la fundición a notificarle los cambios de proceso, y su contrato traslada esa notificación hasta usted? La segunda mitad es donde reside la exposición, y rara vez se pregunta.

Corea está adquiriendo una opción nacional aquí, despacio. DB HiTek anunció el 9 de septiembre de 2026 que había completado la calificación de fiabilidad de un proceso de SiC MOSFET de 1200 V en 200 mm, describiéndolo como el primer flujo de fundición de SiC de 1200 V en ocho pulgadas completado; su proceso de segunda generación se indica en 2.5 mΩ·cm² o por debajo, con tensión de umbral por encima de 3 V a una puerta de 18 V, y una tercera generación que apunta a 2.3 mΩ·cm² y a una capacidad de soportar cortocircuito por encima de 2.5 µs está prevista para divulgarse en noviembre de 2026. El calendario es la parte que importa para quien compre ahora: el acceso general de clientes se indica para el 2T de 2027, con producción en serie prevista para 2027, y el anuncio no menciona AEC-Q101 ni calificación de automoción. Para una orden que hay que colocar este trimestre, no es una alternativa. El suministro de sustrato bajo todo esto es su propio problema en movimiento, tratado en nuestra nota sobre la transición de obleas de SiC de seis a ocho pulgadas.

Qué poner en la especificación de componente

El §2.1 de AEC-Q101 es el argumento para redactar una siquiera: sin una especificación de componente acordada, el documento técnico en el que se dirime una disputa es la hoja de datos del proveedor, que ocupa el quinto lugar y puede revisarse sin usted. Las líneas siguientes son las que la evidencia anterior dice que, de lo contrario, decidirá quien redactó la hoja de datos.

Dos puntos más sobre cómo usar el documento. Sobre el precio, no tenemos ninguna cifra verificada de cuánto por debajo de las marcas occidentales se sitúan los dispositivos fabricados en China y no la repetimos — los únicos precios unitarios que encontramos eran tarifas de procesamiento de fundición china, que son una magnitud distinta de lo que paga un comprador. El método viable es el que se aplica siempre que no existe una referencia de mercado fiable: emitir el mismo documento de especificación a varios proveedores y comparar las cotizaciones entre sí en lugar de contra un número que se leyó en alguna parte. Y sobre el paquete de evidencia en general, qué prueba un certificado y qué no es un tema más largo por sí mismo, trabajado en nuestra nota sobre diligencia debida de proveedores.

Preguntas frecuentes

¿Podemos distinguir un componente de chip único de uno de chip doble por el número de patillas?

No de forma fiable. Tres patillas en un TO-247 son una razón para mirar más, no una respuesta — el NTHL080N120SC1 de onsemi es un MOSFET de chip único de tres patillas con puerta, drenador y fuente en esas patillas. Los indicadores decisivos son la notación por rama/por dispositivo en la tabla de características, un encabezado que indique que la tabla es por rama, y el diagrama de conexión de terminales. Donde el esquema de numeración de un proveedor lo codifica, como hace el de Power Master Semiconductor con D de doble y S de simple, eso ayuda — pero el esquema es de ese fabricante, no una convención que se pueda aplicar a los números de parte de otro.

¿Deberíamos comprar sin más la versión calificada para automoción, por seguridad?

Solo si quiere los documentos, y solo si piensa leerlos. En el par de onsemi que comparamos, cada número eléctrico y térmico es idéntico entre las versiones industrial y AEC-Q101; lo que el componente de automoción añade es evidencia de calificación, capacidad de PPAP y control de cambios. La disponibilidad es una consideración aparte y no podemos darle una respuesta limpia: fuentes de brokers y distribuidores han reportado plazos de entrega por encima de 52 semanas y sobreprecios en el mercado spot del 40–80% en SiC MOSFET calificados para automoción, mientras que los analistas de mercado describen el sector como sobreabastecido a lo largo de esta caída. Los dos relatos pueden coexistir — piezas de catálogo de tipo commodity holgadas, números de parte de automoción calificados ajustados — pero no hemos verificado ninguno de forma independiente, y los brokers tienen un interés comercial en subrayar la escasez.

¿Existe una norma equivalente para componentes de grado industrial?

No pudimos encontrar una, lo que no es lo mismo que decir que no exista. La aportación de AEC-Q101 es que agrupa lista de ensayos, duraciones, tamaños de muestra, recuentos de lote y criterios de aceptación en un único paquete con nombre. La serie JESD22 de JEDEC define métodos de ensayo pero no un paquete de aceptación de ese tipo, y no encontramos ninguna norma del sector industrial que cumpla el mismo papel. La consecuencia práctica es que «grado industrial» significa lo que cada proveedor entienda por ello, así que la única manera de comparar dos componentes industriales es obtener los informes de ensayo individuales — lista de ensayos, duración, condiciones y recuento de muestras — y leerlos uno contra otro.

¿Qué deberíamos comprobar en un informe de calificación que de otro modo pasaríamos por alto?

Tres cosas. Si la base de muestreo fue de tres lotes de 77 piezas, o reducida por acuerdo — §1.3.1 permite la reducción, en cuyo caso el componente no está calificado AEC-Q101 hasta que se complete el déficit. Qué partidas se apoyan en datos genéricos de familia en lugar de ensayos sobre su componente, ya que solo ESD y la verificación paramétrica son obligatoriamente específicas del componente y usted es la autoridad que decide sobre aceptar el resto. Y para los diodos Schottky, la tensión y la temperatura de unión a la que realmente se corrió el HTRB, porque la Note X de la Table 2 permite correr por debajo de la temperatura de unión nominal donde de otro modo se produciría fuga térmica, y exige que esas condiciones se registren.

Referencias (fuentes públicas)

• Wolfspeed, hoja de datos del diodo Schottky de SiC discreto C4D40120D, Rev. 9, septiembre de 2024, y hoja de datos del C4D40120H, Rev. 4, agosto de 2024 — valores nominales, notas al pie por rama, marcado de encapsulado, valores dependientes de la temperatura.
• onsemi, hoja de datos del NTHL080N120SC1, Rev. 6, enero de 2023, y hoja de datos del NVHL080N120SC1, Rev. 4, mayo de 2022 — comparadas línea por línea para este artículo.
• Power Master Semiconductor, nota de aplicación AN-CD2202, «Silicon Carbide Diode Basic and Datasheet Understanding», Rev. 1, 7 de junio de 2022 — numeración de componentes de doble chip, el encabezado de tabla por rama y el cruce de temperatura de la tensión directa.
• Automotive Electronics Council, AEC-Q101 Rev E, 1 de marzo de 2021 — §1.3.1, §2.1, §2.2, §2.3.4, §3.1, §3.2, §3.2.1, §4.2, Table 2 y su Note X. Rev D1, 6 de septiembre de 2013, consultada para comparación.
• JEDEC — material de descripción general de normas que registra la sustitución de JESD46 por J-STD-046 en julio de 2016. La disposición de notificación de 90 días procede de resúmenes públicos; no obtuvimos el texto de la norma.
• semiconductor-today, 9 de septiembre de 2026, informando del anuncio de DB HiTek de esa misma fecha — la finalización de la calificación de fiabilidad de su proceso de SiC MOSFET de 1200 V en 200 mm, los objetivos de generación y el calendario de acceso de clientes. El relato se remonta al propio comunicado de prensa de DB HiTek, recogido por varios medios sectoriales; es la declaración de la empresa sobre lo que anunció, no una confirmación independiente de los resultados.
• TrendForce y comentario de mercado afiliado a Yole sobre el sobreabastecimiento y la utilización de dispositivos SiC, frente a la información de brokers y distribuidores sobre plazos de entrega y sobreprecios spot del SiC de automoción — citados en el artículo como dos relatos que no pudimos reconciliar a partir de fuentes primarias.
• Material de empresa y prensa especializada coreana sobre Power Master Semiconductor — fundación, fábrica de Cheongju y alcance de productos.

Las cifras anteriores reflejan las revisiones de hoja de datos y las ediciones de norma nombradas, al momento de escribir. Las revisiones de hoja de datos se sustituyen sin previo aviso, que es la tesis del artículo: cite el número de revisión en la especificación y vuelva a verificarlo en cada orden.

Nami Tech Solutions (NTS) no mantiene dispositivos SiC como inventario permanente. En su lugar trabajamos componente a componente — fijando el número de chips, la base de cada valor nominal, las condiciones de ensayo y los límites de alta temperatura en un único documento de especificación, pidiendo directamente al departamento de calidad del fabricante el informe de calificación que hay detrás de la etiqueta de grado en lugar de la etiqueta, y poniendo el mismo documento delante de varios proveedores para que las cotizaciones que regresan puedan compararse entre sí.