Pontos de verificação nas folhas de dados de dispositivos SiC: quando «1200V 40A» nomeia dois componentes diferentes

A primeira linha da folha de dados de um dispositivo de potência é uma linha de marketing, não um identificador. O C4D40120D e o C4D40120H da Wolfspeed trazem o mesmo título palavra por palavra — «4th Generation 1200 V, 40 A Silicon Carbide Schottky Diode» — e a mesma marcação de encapsulamento, C4D40120. Um é um chip único (single die), o outro são dois chips em um mesmo encapsulamento, e o componente duplo declara sua capacidade de suportar sobrecorrente (i²t) por perna: 84.5 A²s contra os 305 do componente simples. Onde uma sobrecorrente recai sobre uma única perna, essa diferença de 3.6 vezes é a margem real. A inspeção de entrada que compara a marcação do componente com o pedido de compra aprova os dois. A conclusão sobre a qual agir antes de o detalhe começar: o documento que rege o pedido de um dispositivo de potência é uma especificação de componente específica que você redige, não a folha de dados do fornecedor — e a razão está escrita na própria AEC-Q101, onde a folha de dados do fornecedor ocupa o último de cinco lugares na ordem de precedência documental.

O problema: os valores nominais coincidem e os componentes não

Abaixo estão os dois componentes da Wolfspeed lado a lado, extraídos dos PDFs das folhas de dados — o C4D40120D na Rev. 9, setembro de 2024, e o C4D40120H na Rev. 4, agosto de 2024. O componente duplo anota no rodapé de sua tabela * Per Leg, ** Per Device.

Dessa tabela saem cinco armadilhas práticas.

A tensão direta parece idêntica e não é comparável. Ambas as folhas de dados indicam típ 1.5 V, máx 1.8 V. As correntes de ensaio são 20 A e 40 A. Qualquer planilha comparativa que elimine a coluna de condições de ensaio mostra estes dois componentes como iguais em perda de condução. A folha de dados do componente duplo em nenhum lugar garante sua tensão direta quando uma única perna conduz 40 A.

A capacidade de suportar sobrecorrente é indicada por perna, e a regra não é converter você mesmo essa cifra em nenhum dos sentidos, mas exigir do fabricante uma capacidade de sobrecorrente em nível de dispositivo. A razão é que i²t é uma integral de corrente ao quadrado, de modo que não escala como escala um valor linear. As duas cifras de sobrecorrente nem sequer são independentes entre si: i²t = I_FSM²·t_p/2 reproduz cada valor impresso (130² × 0.005 = 84.5, 247² × 0.005 = 305, e o 135² × 0.005 = 91.1 da Power Master). Por ser uma grandeza ao quadrado, duas pernas que repartem uma sobrecorrente por igual suportam um i²t em nível de dispositivo de quatro vezes a cifra por perna, não do dobro — 4 × 84.5 = 338 A²s, ligeiramente acima dos 305 do chip único, de modo que sob repartição equitativa o duplo é marginalmente o componente mais forte, não o mais fraco que uma manchete de 3.6 vezes sugere. Essa diferença de 3.6 vezes só é real no caso oposto: uma falha ou uma topologia que aciona uma única perna deixa essa perna com seus escassos 84.5 A²s. E a repartição equitativa não está garantida — o fabricante não a garante, e abaixo do cruzamento de tensão direta o coeficiente de temperatura negativo joga contra ela — enquanto a própria cifra em nível de dispositivo simplesmente não está impressa. Entre uma cifra que você não pode converter com segurança e outra que não aparece na página, o número a fixar na especificação é o do fabricante.

A resistência térmica depende de qual coluna se lê. Por dispositivo, 0.29 contra 0.225 parece próximo. Uma topologia que carrega uma única perna — um estágio elevador monofásico, por exemplo — vê 0.57, que é 2.5 vezes o componente de chip único. A cifra por dispositivo pressupõe que ambas as pernas são carregadas por igual. Os cálculos de dissipador transferidos de um componente para o outro erram nessa margem.

Os limites de armazenamento diferem, 135 °C contra 150 °C, e as duas folhas de dados até os associam a grandezas distintas. É o tipo de linha que ninguém relê quando um número de peça muda em uma única letra.

A marcação de encapsulamento não resolve nada disso. Ambos os componentes trazem gravado a laser C4D40120. Distingui-los no recebimento de mercadoria significa contar terminais ou fazer uma radiografia.

Nada disso torna inferior o arranjo duplo. Sua carga capacitiva total (Q_C) é de 99 nC contra 194.9 nC e sua capacitância é aproximadamente a metade, de modo que a perda de comutação vai no sentido contrário — o que introduz seu próprio problema de reverificação, porque um acionamento mais rápido pode invalidar os valores de snubber e de resistor de gate com que um projeto foi ajustado. O defeito não é o chip duplo. É que um chip único e um chip duplo sejam vendidos sob um mesmo nome.

Por que a folha de dados não dá conta da carga

A convenção por perna é real, está documentada e sua visibilidade é inconsistente

A Power Master Semiconductor, uma IDM coreana com uma fábrica em Cheongju, publicou uma nota de aplicação sobre este mesmo problema de leitura — AN-CD2202, Rev. 1, 7 de junho de 2022. É a declaração do lado do fabricante mais clara da convenção que encontramos. A nota detalha que o D em seu número de peça PCW120D40D1 significa chip duplo (dual die), que seu irmão de chip único PCA120S20D1 usa S de single (simples) e vem em um encapsulamento TO-247 de 2 terminais, e que sua tabela de características elétricas é encabeçada por «(Per Leg, T_C = 25 °C unless otherwise noted)». Sua resistência térmica é indicada das duas maneiras pela mesma razão que no componente da Wolfspeed — 0.69 °C/W por perna contra 0.35 °C/W por dispositivo.

Esse cabeçalho é a evidência decisiva, e o número de terminais não é. Componentes de chip único em TO-247-3 são comuns: o SiC MOSFET NTHL080N120SC1 da onsemi é um chip único em TO-247-3L com gate, dreno e fonte nesses três terminais. Três terminais significam «isto poderia ser duplo», nunca «isto é duplo». O que resolve a questão é a notação por perna/por dispositivo e o diagrama de conexão de terminais da primeira página.

A mesma nota de aplicação traz um segundo achado que vale a pena levar para uma avaliação. O coeficiente de temperatura da tensão direta desse componente cruza em torno de 16 A — abaixo disso, a tensão direta cai à medida que a temperatura sobe — e a nota afirma explicitamente que «this cross over point is different by device». A regra habitual de que os diodos SiC podem ser colocados em paralelo com segurança por causa de um coeficiente de temperatura positivo vale acima do cruzamento e não abaixo, de modo que a repartição de corrente em baixa carga não se autoequilibra. Onde o cruzamento se situa é uma pergunta a fazer ao fornecedor; raramente está impressa.

Convém sermos claros sobre os limites desta evidência. Verificamos o problema de nomeação entre chip único e chip duplo em dois fabricantes, Wolfspeed e Power Master Semiconductor. Não auditamos os portfólios de Infineon, ROHM ou STMicroelectronics em busca do mesmo padrão, e não afirmamos que seja geral no setor. Dois casos independentes bastam para torná-lo um ponto de verificação, não para torná-lo uma generalização. Do nosso lado, mantemos as duas configurações como itens de linha separados, com a resistência térmica indicada por perna no duplo — a separação é visível em nossa página de diodos Schottky de SiC.

Um grau automotivo compra documentos, não desempenho

A segunda falha é um rótulo de grau lido como uma promessa de desempenho. Comparamos o texto completo de duas folhas de dados da onsemi, linha por linha: NTHL080N120SC1 (industrial, Rev. 6, janeiro de 2023) e NVHL080N120SC1 (automotivo, Rev. 4, maio de 2022).

Nem um único número elétrico ou térmico difere. 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 — idênticos por completo. As diferenças são as datas de revisão, a redação de marca no título, o esquema de marcação, os exemplos de aplicação (UPS e conversor DC-DC contra carregador de bordo automotivo e DC-DC para EV/HEV), a grafia do nome do encapsulamento para a mesma CASE física, e um item de característica: AEC−Q101 Qualified and PPAP Capable.

Esse item é o produto. O que um grau automotivo entrega aqui é evidência de qualificação, PPAP, controle de mudanças e rastreabilidade de lote — não um chip melhor. Comprá-lo por desempenho significa pagar por documentos que depois você não pede para ver.

AEC-Q101 é uma autodeclaração, e assim o diz

A norma é categórica sobre seu próprio status. A AEC-Q101 Rev E, datada de 1 de março de 2021, afirma em §1.3.1 que «there are no 'certifications' for AEC-Q101 qualification and there is no certification board run by AEC to qualify parts». Não há certificado a recolher, porque não há órgão que o emita. O fornecedor realiza os ensaios e declara o resultado; a evidência é o relatório de ensaios de qualificação junto com o Certificate of Design, Construction and Qualification descrito em §3.1 e no Apêndice 2.

Quatro disposições do mesmo documento decidem o que um comprador de fato recebe.

A folha de dados ocupa o último lugar. §2.1 fixa a precedência documental como (a) o pedido de compra, (b) a especificação de componente acordada individualmente, (c) a própria AEC-Q101, (d) os documentos de referência e (e) a folha de dados do fornecedor. Se não existe uma especificação de componente acordada em (b), o único documento técnico na disputa é o que ocupa o quinto lugar — o que o fornecedor redigiu sozinho e revisa sozinho.

«Ensaiado conforme» não é «qualificado». §1.3.1 permite a um fornecedor, em acordo com o usuário, qualificar com tamanhos de amostra e condições menos rigorosas do que a norma exige — mas esse componente não pode ser chamado de qualificado AEC-Q101 até que os requisitos pendentes sejam concluídos. Uma cotação que diga «tested per AEC-Q101» não faz a mesma afirmação que «AEC-Q101 qualified», e a diferença é invisível a menos que você pergunte quais requisitos foram reduzidos.

Os dados podem não ser do seu componente. §2.2 permite dados genéricos de família: qualificam-se os «quatro cantos» da família e os componentes intermediários ficam cobertos. Apenas ESD HBM/CDM e a verificação paramétrica são exigidos como específicos do componente em §4.2. A norma então entrega a decisão ao comprador — «The user(s) will be the final authority on the acceptance of generic data in lieu of specific part test data». Isso é uma decisão a tomar, não uma cortesia a solicitar.

A notificação de mudanças é o que o contrato disser. §3.2.1 diz, na íntegra: «The supplier will meet mutually agreed upon requirements for product/process changes». Nenhum prazo de aviso, nenhum canal, nenhum formato. Um componente AEC-Q101 não traz nenhuma janela de PCN automática. (O JESD46 da JEDEC foi substituído pela norma conjunta JEDEC/ECIA/IPC J-STD-046 em julho de 2016, e os resumos públicos descrevem nela um requisito de notificação prévia ao envio de 90 dias. Não conseguimos obter o texto da norma — é pago —, então declaramos isso como relato secundário e não como disposição verificada, e não conseguimos confirmar se ela sequer regula as janelas de last-time-buy.)

Para dar escala, a qualificação por trás do rótulo roda um mínimo de três lotes × 77 peças por lote (§2.3.4), sobre uma faixa operacional de pelo menos −40 °C a +125 °C (§1.3.1), com HTRB e HTGB a 1000 horas, H3TRB a 1000 horas sob 85 °C/85% UR, ciclagem térmica a 1000 ciclos, e HAST a 96 horas a 130 °C/85% UR. Vários desses ensaios têm reduções documentadas — a ciclagem térmica cai para 400 ciclos se rodada a T_j+25 °C ou 175 °C, o HTGB para 500 horas a T_j+25 °C — o que é mais uma razão para o relatório importar mais do que o rótulo.

Uma cláusula pouco conhecida se aplica diretamente aos diodos Schottky de SiC. Uma nota com letra à Table 2 (Note X) admite que, para componentes de comutação que podem sofrer fuga térmica em HTRB sob condição de reversa em DC, a temperatura de junção máxima especificada à tensão reversa DC nominal pode não ser especificada, e exige que as condições realmente usadas sejam declaradas no plano ou no relatório de ensaios de qualificação. Em outras palavras, o HTRB de 1000 horas por trás da qualificação de um diodo SiC pode não ter sido rodado à temperatura de junção nominal do componente, e a norma o permite. A pergunta a colocar a um fornecedor não é «passou no HTRB?», mas «a que tensão e a que temperatura de junção?».

A coluna de 25 °C esconde as diferenças que importam

Os dispositivos são comparados a 25 °C e operados perto de seu limite. Os multiplicadores entre esses dois estados não são uma propriedade da tecnologia; diferem de um componente para outro, das mesmas folhas de dados primárias.

A coluna de alta temperatura mistura bases de condição de ensaio: a fuga da Power Master é a T_C = 175 °C, as cifras da Wolfspeed e da onsemi a T_j = 175 °C. O multiplicador próprio de cada componente se sustenta de qualquer forma, mas pela própria regra deste artigo — alinhar as condições antes de colocar números lado a lado — a mistura merece ser assinalada na tabela que faz a observação.

Os multiplicadores de fuga reversa se espalham de ×1.67 a ×10 entre estes quatro componentes. Um cálculo de perda em repouso construído sobre a coluna de 25 °C pode errar em uma ordem de magnitude, e a ordem de dois componentes candidatos a 25 °C pode se inverter à temperatura de operação.

Duas observações secundárias cabem dentro da mesma tabela. Primeira, se valores de alta temperatura aparecem ou não é em si um sinal — os quatro componentes aqui os publicam, e uma folha de dados que para em 25 °C ou não mediu ou escolheu não imprimir. Segunda, onde aparecem costumam ser típicos e não máximos: a tensão direta a 175 °C do PCW120D40D1 dá típ 1.8 V com a célula de máx vazia, e a resistência de condução a 150 °C da onsemi dá típ 114 mΩ sem máx. Um valor típico não é uma garantia, e o projeto térmico de pior caso precisa da garantia. As condições de ensaio têm de ser alinhadas antes de colocar qualquer um destes números lado a lado — a onsemi especifica a resistência de condução a V_GS = 20 V e I_D = 20 A, e a resistência de condução de um SiC MOSFET é sensível o bastante à tensão de gate para que um componente concorrente cotado a 15 V ou 18 V não seja comparável de forma alguma. É a mesma armadilha da tensão direta a 20 A / 40 A, um nível acima; é por isso que fixamos a família de gate-drive antes de cotar qualquer coisa na linha de SiC MOSFET.

Quem fez o chip muda o que um fornecedor pode lhe dizer

Os fornecedores chineses de SiC dividem-se em duas estruturas: grandes fabricantes de semicondutores de potência verticalmente integrados que operam suas próprias fábricas, e projetistas fabless que colocam suas lâminas em fundições de SiC — algumas domésticas, outras em Taiwan ou na Europa. A distinção não é sobre qualidade. É sobre que informação existe para lhe dar.

Uma fábrica própria liga o lote de lâmina ao lote de montagem dentro de uma única empresa, analisa ela mesma uma falha atribuível ao chip, gerencia apenas suas próprias mudanças de processo e decide sua própria requalificação. Um fornecedor baseado em fundição não faz nenhuma dessas coisas inteiramente por conta própria: o registro do lote de lâmina pertence à fundição e há partes que não podem ser entregues, um 8D atribuível ao chip volta à fundição e retorna mais lento e abreviado, uma mudança de processo da fundição chega ao fornecedor através de um elo adicional e, portanto, tarde, e uma mudança de fundição equivale na prática a uma nova qualificação. Esse raciocínio decorre das disposições de requalificação da AEC-Q101 §3.2 e de como as duas estruturas funcionam; não o verificamos contra a conduta real de nenhum fornecedor específico, então trate-o como a razão para fazer uma pergunta, e não como um achado. A pergunta é dupla: você é dono da fábrica e, se não, o seu acordo de fundição obriga a fundição a lhe notificar as mudanças de processo, e o seu contrato repassa essa notificação até você? A segunda metade é onde reside a exposição, e raramente é perguntada.

A Coreia está adquirindo uma opção doméstica aqui, devagar. A DB HiTek anunciou em 9 de setembro de 2026 que havia concluído a qualificação de confiabilidade de um processo de SiC MOSFET de 1200 V em 200 mm, descrevendo-o como o primeiro fluxo de fundição de SiC de 1200 V em oito polegadas concluído; seu processo de segunda geração é indicado em 2.5 mΩ·cm² ou abaixo, com tensão de limiar acima de 3 V a um gate de 18 V, e uma terceira geração mirando 2.3 mΩ·cm² e capacidade de suportar curto-circuito acima de 2.5 µs está prevista para ser divulgada em novembro de 2026. O cronograma é a parte que importa para quem compra agora: o acesso geral de clientes é indicado para o 2T de 2027, com produção em massa mirada para 2027, e o anúncio não menciona AEC-Q101 nem qualificação automotiva. Para um pedido que precisa ser colocado neste trimestre, não é uma alternativa. O fornecimento de substrato por baixo de tudo isso é seu próprio problema em movimento, tratado em nossa nota sobre a transição de lâminas de SiC de seis para oito polegadas.

O que colocar na especificação de componente

O §2.1 da AEC-Q101 é o argumento para redigir uma sequer: sem uma especificação de componente acordada, o documento técnico sobre o qual uma disputa se decide é a folha de dados do fornecedor, que ocupa o quinto lugar e pode ser revisada sem você. As linhas abaixo são as que a evidência acima diz que, do contrário, serão decididas por quem redigiu a folha de dados.

Dois pontos adicionais sobre como usar o documento. Sobre o preço, não temos nenhuma cifra verificada de quanto abaixo das marcas ocidentais os dispositivos fabricados na China se situam, e não a repetimos — os únicos preços unitários que encontramos eram tarifas de processamento de fundição chinesa, que são uma grandeza distinta do que um comprador paga. O método viável é o que se aplica sempre que não existe uma referência de mercado confiável: emitir o mesmo documento de especificação a vários fornecedores e comparar as cotações entre si em vez de contra um número lido em algum lugar. E sobre o pacote de evidência em geral, o que um certificado prova e o que não prova é um tema mais longo por si só, trabalhado em nossa nota sobre due diligence de fornecedores.

Perguntas frequentes

Podemos distinguir um componente de chip único de um de chip duplo pelo número de terminais?

Não de forma confiável. Três terminais em um TO-247 são uma razão para olhar mais, não uma resposta — o NTHL080N120SC1 da onsemi é um MOSFET de chip único de três terminais com gate, dreno e fonte nesses terminais. Os indicadores decisivos são a notação por perna/por dispositivo na tabela de características, um cabeçalho indicando que a tabela é por perna, e o diagrama de conexão de terminais. Onde o esquema de numeração de um fornecedor o codifica, como faz o da Power Master Semiconductor com D de duplo e S de simples, isso ajuda — mas o esquema é daquele fabricante, não uma convenção que se possa aplicar aos números de peça de outro.

Devemos simplesmente comprar a versão qualificada para automotivo, por segurança?

Só se você quiser os documentos, e só se pretender lê-los. No par da onsemi que comparamos, cada número elétrico e térmico é idêntico entre as versões industrial e AEC-Q101; o que o componente automotivo acrescenta é evidência de qualificação, capacidade de PPAP e controle de mudanças. A disponibilidade é uma consideração à parte e não podemos lhe dar uma resposta limpa: fontes de brokers e distribuidores relataram prazos de entrega acima de 52 semanas e sobrepreços no mercado spot de 40–80% em SiC MOSFET qualificados para automotivo, enquanto os analistas de mercado descrevem o setor como superabastecido ao longo desta retração. Os dois relatos podem coexistir — peças de catálogo tipo commodity folgadas, números de peça automotivos qualificados apertados — mas não verificamos nenhum de forma independente, e os brokers têm um interesse comercial em enfatizar a escassez.

Existe uma norma equivalente para componentes de grau industrial?

Não conseguimos encontrar uma, o que não é o mesmo que dizer que nenhuma exista. A contribuição da AEC-Q101 é que ela agrupa lista de ensaios, durações, tamanhos de amostra, contagens de lote e critérios de aprovação em um único pacote nomeado. A série JESD22 da JEDEC define métodos de ensaio, mas não um pacote de aceitação desse tipo, e não encontramos nenhuma norma do setor industrial que cumpra o mesmo papel. A consequência prática é que «grau industrial» significa o que cada fornecedor entende por isso, então a única maneira de comparar dois componentes industriais é obter os relatórios de ensaio individuais — lista de ensaios, duração, condições e contagem de amostras — e lê-los um contra o outro.

O que deveríamos verificar em um relatório de qualificação que de outro modo pularíamos?

Três coisas. Se a base de amostragem foi de três lotes de 77 peças, ou reduzida por acordo — §1.3.1 permite a redução, caso em que o componente não está qualificado AEC-Q101 até que o déficit seja concluído. Quais itens se apoiam em dados genéricos de família em vez de ensaios sobre o seu componente, já que apenas ESD e a verificação paramétrica são obrigatoriamente específicos do componente e você é a autoridade que decide sobre aceitar o resto. E, para os diodos Schottky, a tensão e a temperatura de junção a que o HTRB foi de fato rodado, porque a Note X da Table 2 permite rodar abaixo da temperatura de junção nominal onde de outro modo ocorreria fuga térmica, e exige que essas condições sejam registradas.

Referências (fontes públicas)

• Wolfspeed, folha de dados do diodo Schottky de SiC discreto C4D40120D, Rev. 9, setembro de 2024, e folha de dados do C4D40120H, Rev. 4, agosto de 2024 — valores nominais, notas de rodapé por perna, marcação de encapsulamento, valores dependentes da temperatura.
• onsemi, folha de dados do NTHL080N120SC1, Rev. 6, janeiro de 2023, e folha de dados do NVHL080N120SC1, Rev. 4, maio de 2022 — comparadas linha por linha para este artigo.
• Power Master Semiconductor, nota de aplicação AN-CD2202, «Silicon Carbide Diode Basic and Datasheet Understanding», Rev. 1, 7 de junho de 2022 — numeração de componentes de chip duplo, o cabeçalho de tabela por perna e o cruzamento de temperatura da tensão direta.
• Automotive Electronics Council, AEC-Q101 Rev E, 1 de março de 2021 — §1.3.1, §2.1, §2.2, §2.3.4, §3.1, §3.2, §3.2.1, §4.2, Table 2 e sua Note X. Rev D1, 6 de setembro de 2013, consultada para comparação.
• JEDEC — material de visão geral de normas que registra a substituição do JESD46 pelo J-STD-046 em julho de 2016. A disposição de notificação de 90 dias é tirada de resumos públicos; não obtivemos o texto da norma.
• semiconductor-today, 9 de setembro de 2026, noticiando o anúncio da DB HiTek da mesma data — a conclusão da qualificação de confiabilidade de seu processo de SiC MOSFET de 1200 V em 200 mm, os alvos de geração e o cronograma de acesso de clientes. O relato remonta ao próprio comunicado de imprensa da DB HiTek, veiculado por vários meios do setor; é a declaração da empresa sobre o que anunciou, não uma confirmação independente dos resultados.
• TrendForce e comentário de mercado afiliado à Yole sobre o superabastecimento e a utilização de dispositivos SiC, contra a informação de brokers e distribuidores sobre prazos de entrega e sobrepreços spot do SiC automotivo — citados no artigo como dois relatos que não conseguimos reconciliar a partir de fontes primárias.
• Material de empresa e imprensa especializada coreana sobre a Power Master Semiconductor — fundação, fábrica de Cheongju e escopo de produtos.

As cifras acima refletem as revisões de folha de dados e as edições de norma nomeadas, no momento da redação. As revisões de folha de dados são substituídas sem aviso, o que é a tese do artigo: cite o número de revisão na especificação e reverifique-o a cada pedido.

A Nami Tech Solutions (NTS) não mantém dispositivos SiC como estoque permanente. Em vez disso, trabalhamos componente a componente — fixando o número de chips, a base de cada valor nominal, as condições de ensaio e os limites de alta temperatura em um único documento de especificação, pedindo diretamente ao departamento de qualidade do fabricante o relatório de qualificação por trás do rótulo de grau em vez do rótulo, e colocando o mesmo documento diante de vários fornecedores para que as cotações que voltam possam ser comparadas entre si.