第三代宽能隙半导体( Wide Bandgap Semiconductors; 简称WBG Component)，为碳化矽( Silicon carbide; 简称SiC)和氮化镓( Gallium nitride; 简称GaN)。 Wide Bandgap以高功率和高频率特性为主要发展，如：SiC主要应用于电动车、智慧电网、轨道运输等场域，而GaN则以消费电子产品起步，并进一步扩大应用于汽车、电信、5G射频设备、军用雷达、光达Lidar等。

然而，影响高功率和高频率产品在应用领域寿命其一关键为「热管理」，德凯宜特认为目前有3种关键因素和「热管理」息息相关，分别为热阻( Thermal resistance; 简称Rth或Tr)、间歇性寿命测试( Intermittent Operating Life Test; 简称IOL)和安全工作区( Safe operating area; 简称SOA)。

 热阻( Thermal resistance; 简称Rth或Tr) 
由于Wide Bandgap 功率较大，因此Rth在执行可靠度验证前，实要扮演重要的角色「热分析」；藉由Rth测试结果，可观察出产品中每个结构层之热阻变化和晶片温度变化，于可靠度实验前筛选合适之测试条件和环境，并于实验后确认结构层之差异。

下图为Rth Structure Function，由于产品以不同材料组成并会因量测手法不同而造成结果上的差异，德凯宜特以多次量测结果进行比对后，放大观察曲线堆叠，可进一步确认产品结构层是否异常。
 
Figure 1: Rth Structure Function
Reference: DEKRA iST

 间歇性寿命测试( Intermittent Operating Life Test; 简称IOL) 
Wide Bandgap具备高功率和高频率等特性，在车用领域上有众多应用。目前IOL测试以AEC-Q101和LV324( AQG324 )两规范为主，前着适用于离散元件(component level)，后者适用于功率模组(module level)。 IOL测试属于一种动态可靠度测试手法，主要以晶片温度为基准，以模拟产品开/关(功率循环)时，产生的高温/低温变化(温度循环)，来验证产品在特定条件下之可靠度寿命和异常发生的时间点。
 
Figure 2: IOL testing profile
Reference: DEKRA iST

 安全工作区( Safe operating area; 简称SOA) 
安全工作区（Safe Operating Area，SOA）是指功率半导体元件，例如双极性电晶体、场效电晶体、闸流体以及绝缘闸双极电晶体，能正常工作而不会造成损坏时的电压电流等条件范围。使用者透过SOA确认产品于额定电压/电流、受限于发热下之安全使用范围，避免超过SOA范围的条件而造成产品异常。

SOA组成有五项要素，分别为Tj max、Rds on、Vds max、Ids max和Rthj-c。德凯宜特使用电性参数搭配热阻数值计算出具参考价值之SOA，不仅可以大幅缩短时间，更能减少对受测产品造成的破坏与损失，同时降低时间与费用成本，进而缩短开发时程达到TTM（Time to market）的效果，提升产品在市场上的竞争优势。下图为德凯宜特实际执行的SOA案例结果。
Figure 3: SOA Sample
Reference: DEKRA iST

 

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