电子@@创新@@188足彩外围@@app 网@@ - 功率@@半导体@@@@ - 188足彩网

三菱电机@@与@@@@Nexperia合作开发@@SiC功率@@半导体@@@@

judy — Tue, 14 Nov 2023 03:31:59 +0000

三菱电机@@集团近日@@@@（2023年@@11月@@13日@@）宣布@@，将与@@@@Nexperia B.V. 建立战略合作伙伴关系@@，共同开发面向@@电力电子@@市场@@的@@碳化硅@@（SiC）功率@@半导体@@@@。三菱电机@@将利用其@@宽禁带半导体@@技术@@为@@@@Nexperia开发和@@供应@@SiC MOSFET芯片@@，用于其@@开发@@SiC分立器件@@@@。

全球@@范围内@@的@@电动汽车@@市场@@正在@@不断扩大@@@@，有望推动@@SiC功率@@半导体@@@@的@@指数级增长@@，与@@传统硅功率@@半导体@@@@相比@@@@，SiC功率@@半导体@@@@具有@@更低的@@损耗@@、更高的@@@@工作温度@@和@@更快的@@开关@@速度@@@@。SiC功率@@半导体@@@@的@@高效@@率有望为@@全球@@脱碳和@@绿色转型做出重大贡献@@。

三菱电机@@在@@高速列车@@、高压工业@@应用和@@家用电器@@等@@领域占据@@先端地位@@， 2010年@@推出了@@用于空调的@@@@SiC功率@@模块@@， 2015年@@成为@@新干线子弹头列车全@@SiC功率@@模块@@的@@首家供应商@@。三菱电机@@在@@开发和@@制造@@@@SiC功率@@半导体@@@@方面积累了@@丰厚的@@@@专业技术@@@@，生产的@@@@SiC功率@@模块@@以其@@高性能和@@高可靠性@@而@@闻名@@@@。

展望未来@@，三菱电机@@希望加强与@@@@Nexperia的@@合作伙伴关系@@。Nexperia在@@各种分立器件@@@@的@@设计@@@@@@、制造@@、品质保证和@@供应方面拥有数十年@@经验@@。Nexperia器件@@用于汽车@@、工业@@、移动和@@消费市场@@@@，为@@低碳和@@可持续发展做出贡献@@。三菱电机@@将继续提高@@其@@@@SiC芯片@@的@@性能@@和@@质量@@，并专注@@于功率@@模块@@的@@开发@@。

Nexperia双极@@性分立器件@@@@事业部高级副总裁兼总经理@@Mark Roeloffzen表@@示@@：“与@@三菱电机@@的@@这种互惠互利战略伙伴关系代表@@着@@Nexperia在@@碳化硅的@@发展道路上迈出了@@重要一步@@。三菱电机@@作为@@技术@@成熟的@@@@SiC器件@@和@@模块供应商@@，有着良好的@@业绩记录@@。结@@合@@Nexperia在@@分立器件@@@@产品@@和@@封装@@方面的@@高质量@@标准和@@专业知识@@，我们一定会在@@两家公司之间产生积极的@@协同效应@@——最终使我们的@@客户能够在@@他们所服务的@@工业@@@@、汽车或@@消费市场@@中@@提供高能效的@@产品@@@@@@。”

三菱电机@@半导体@@执行官兼集团总裁@@Takemi Masayoshi表@@示@@：“Nexperia是工业@@领域的@@领先企业@@，拥有成熟且高质量的@@分立半导体@@@@制造@@技术@@@@。我们很高兴能达成这种共同开发合作伙伴关系@@，这将充分利用两家公司的@@半导体@@技术@@@@。”

关于@@Nexperia

Nexperia（安世半导体@@@@）总部位于荷兰@@，是一家在@@欧洲拥有丰富悠久发展历史的@@全球@@性半导体@@公司@@，目前@@在@@欧洲@@、亚洲和@@美国共有@@15,000多名@@员工@@。作为@@基@@础半导体@@器件@@开发和@@生产的@@@@领跑者@@，Nexperia（安世半导体@@@@）的@@器件@@被广泛应用于@@汽车@@、工业@@、移动和@@消费等@@多个应用领域@@，几乎为@@世界@@上所有电子@@设计@@的@@基@@本功能提供支持@@@@@@。

Nexperia（安世半导体@@@@）为@@全球@@客户提供服务@@，每年@@的@@@@产品@@@@出货量超过@@1,000亿@@件@@。这些@@产品@@在@@效率@@（如@@工艺@@@@、尺寸@@、功率@@及性能@@）方面成为@@行业基@@准@@，获得广泛认可@@。Nexperia（安世半导体@@@@）拥有丰富的@@@@IP产品@@组合和@@持续扩充的@@产品@@@@范围@@，并获得了@@@@IATF 16949、ISO 9001、ISO 14001和@@ISO 45001标准认证@@，充分体现了@@公司对@@于@@创新@@、高效@@、可持续发展和@@满足行业严苛要求的@@坚定承诺@@。

关于@@三菱电机@@@@功率@@半导体@@@@@@

三菱电机@@将功率@@器件@@业务定位为@@我们的@@主要增长业务之一@@，通过@@推出更多解决方案来应对@@碳中@@和@@等@@社会挑战@@，帮助实现可持续发展社会@@。三菱电机@@提供的@@功率@@半导体@@@@产品@@@@，在@@汽车@@、家用电器@@、工业@@设备和@@铁路牵引等@@各种应用中@@实现了@@@@显著的@@节能@@。公司将继续适时@@对@@功率@@半导体@@@@事业进行战略投资@@，以实现稳健的@@业务增长@@。

三菱电机@@创立于@@1921年@@，是全球@@知名@@的@@综合性企业@@。截止@@2023年@@3月@@31日@@的@@财年@@@@，集团营收@@50036亿@@日@@元@@（约@@合美元@@373亿@@）。作为@@一家技术@@主导型企业@@，三菱电机@@拥有多项专利技术@@@@，并凭借强大的@@技术@@实力和@@良好的@@企业信誉在@@全球@@的@@电力设备@@、通信@@设备@@、工业@@自动化@@、电子@@元器件@@@@、家电等@@市场@@占据@@重要地位@@。尤其@@在@@@@电子@@元器件@@@@市场@@@@，三菱电机@@从@@事开发和@@生产半导体@@已有@@60余年@@@@。其@@半导体@@产品@@更是在@@变频家电@@、轨道牵引@@、工业@@与@@新能源@@、电动汽车@@、模拟@@/数字通讯以及有线@@/无线通讯等@@领域得到@@了@@广泛的@@应用@@。

SiC功率@@半导体@@@@市场@@@@，如@@何才能成为@@头部玩家@@？

judy — Wed, 16 Aug 2023 03:10:31 +0000

本文@@转载自@@：贸泽电子@@微信公众号@@@@

在@@功率@@电子@@领域@@，要论@@如@@今炙手可热的@@器件@@@@，SiC要说是第@@二@@，就没有人@@敢说第@@一了@@@@。随着@@原有的@@@@Si基@@功率@@半导体@@@@器件@@逐渐接近其@@物理极限@@，由第@@三代@@SiC功率@@器件@@接棒来冲刺更高的@@@@性能@@，已经是大势所趋@@。

与@@传统的@@@@Si材料@@相比@@@@，SiC具有@@更宽的@@禁带@@，以及更高的@@@@击穿电场@@、热导率和@@工作温度@@@@，这决定了@@基@@于@@@@SiC的@@功率@@器件@@@@性能优势明显@@。具体来讲@@：

SiC的@@禁带是@@Si的@@3倍@@，可转化为@@高@@10倍@@的@@@@击穿电场@@，因此@@有利于实现更高电压@@@@（如@@1,200V或@@更高@@）的@@功率@@器件@@@@。

较高的@@击穿电场令@@SiC器件@@具有@@更薄的@@漂移层或@@更高@@的@@@@掺杂浓度@@@@，因此@@SiC器件@@与@@具有@@相同击穿电压的@@@@Si器件@@相比@@@@，具有@@更低的@@电阻@@，功耗更低@@。

SiC的@@热导率是硅的@@@@3倍@@，这意味着功率@@损耗产生的@@热量更容易传导出去@@，以实现更佳的@@散热@@特性@@。

由于@@具有@@较高的@@熔点@@，理论@@上@@SiC器件@@的@@工作温度@@可达@@200°C以上@@，对@@外部冷却的@@需求显著降低@@，有利于降低冷却系统@@的@@成本@@。

基@@于@@SiC设计@@的@@单极器件@@@@（如@@高压@@MOSFET），理论@@上@@不产生尾电流@@@@，因此@@相较于@@@@Si IGBT，SiC MOSFET具有@@更低的@@开关@@损耗和@@更高性能的@@体二极管@@@@，可实现更高的@@@@开关@@频率@@。开关@@频率的@@提高@@@@，意味着系统@@设计@@时@@可以选用更小的@@外围@@188足彩外围@@app ，可以让系统@@尺寸@@更为@@紧凑@@。

SiC器件@@的@@芯片@@面积更小@@，产生的@@栅极电荷@@和@@电容也更小@@，这些@@特性使其@@在@@@@实现更高的@@@@开关@@速度@@同时@@@@，可以降低开关@@损耗@@。

总之@@，采用@@SiC功率@@器件@@可以让功率@@电子@@系统@@实现更高电压@@@@、更低功耗@@、更高效@@率@@、更小尺寸@@@@……除了@@成本较高外@@，完全碾压@@Si功率@@器件@@应该@@是毫无悬念@@。

电动汽车@@拉动@@SiC市场@@成长@@

不过@@，也正是成本高@@、产能低@@、配套技术@@生态欠完善等@@因素@@，在@@相当长的@@一段时@@间里制约@@了@@@@SiC器件@@在@@商业领域的@@渗透速度@@@@。这种状况一直持续到@@了@@@@2018年@@。

这一年@@@@，电动汽车@@领域发生的@@一件事@@，极大地改变了@@@@SiC半导体@@的@@市场@@走向@@@@——特斯拉宣布@@@@，在@@Model 3的@@主驱逆变器上采用@@了@@@@650V SiC MOSFET，使得逆变器效率提升了@@@@5%-8%，进而@@让电动车@@的@@续航显著提升@@。从@@此@@，一石激起千层浪@@，电动汽车@@领域的@@玩家纷纷跟进@@，掀起了@@@@SiC器件@@市场@@的@@一阵热潮@@。

众所周知@@，汽车电气化的@@进程势不可挡@@。根据@@@@IHS Markit的@@预测@@@@，2025年@@全球@@将有@@45%的@@汽车生产实现电气化@@，全年@@将销售约@@@@4,600万@@辆@@电动汽车@@@@；而@@到@@@@2030年@@，这两个数字将上升到@@@@57%和@@6,200万@@辆@@。

而@@且@@，在@@电动汽车@@中@@@@，除了@@主驱逆变器外@@，车载充电机@@ (OBC)、电源转换系统@@@@ (DC/DC) 以及充电桩等@@功率@@电子@@设备都将为@@@@SiC器件@@提供巨大的@@应用空间@@。更为@@重要的@@是@@，随着@@对@@更大功率@@@@@@、更高电压@@、高效@@电源转换小型化@@设计@@的@@需求@@，SiC器件@@在@@很多应用中@@@@都将成为@@不二之选@@。伴随着@@电动汽车@@市场@@的@@成长@@，SiC的@@需求也将呈现出更为@@陡峭的@@上行趋势@@。

图@@1：汽车电气化拉动@@SiC需求的@@增长@@（图@@源@@：安森美@@）

当然@@，与@@Si器件@@相比@@@@，单颗@@SiC器件@@及其@@功率@@电子@@系统@@解决方案价格仍然较高@@。但也有人@@测算过@@，电动汽车@@逆变器使用@@SiC解决方案后@@, 可以让整车功耗减少@@5%-10%，虽然由此@@会增加@@逆变器模组的@@成本@@，但可以有效降低电池@@、散热@@、空间占用等@@成本@@，综合计算@@下来可使整车成本节省约@@@@2,000美元左右@@@@。这样@@的@@结@@论@@@@@@，显然@@是@@SiC半导体@@市场@@的@@强心剂@@。

每一个行业@@“风口@@”都会吸引更多的@@玩家进入@@，SiC半导体@@市场@@也不例外@@。不过@@鉴于汽车行业的@@特殊性@@，这个@@领域的@@@@“金主@@”往往对@@于@@元器件@@供应商的@@选择更为@@苛刻@@，只有@@SiC领域头部的@@元器件@@厂商才有机会进入他们的@@法眼@@。

在@@SiC的@@头部玩家中@@@@，安森美@@(onsemi)是表@@现颇为@@亮眼的@@一家@@。只要@@简单地搜索金博宝娱乐@@ 我们就会发现@@，仅在@@@@2023年@@公开宣布@@采用@@安森美@@@@ EliteSiC系列@@SiC产品@@或@@开展长期深度@@合作的@@车企和@@电动汽车@@领域的@@技术@@供应商@@，就包括@@现代汽车@@、起亚集团@@、大众汽车@@、极氪智能科技@@(ZEEKR)、Kempower、纬湃科技@@ (Vitesco)、博格华纳@@ (BorgWarner) 等@@。之所以会得到@@行业的@@厚爱@@，与@@安森美@@背后坚实的@@实力支撑不无关系@@。

直击市场@@痛点的@@产品@@@@@@

想要跻身一个领域头部玩家的@@俱乐部@@，首当其@@冲的@@当然@@是要有能够满足市场@@需求的@@过硬产品@@@@。

以电动汽车@@来讲@@，提升续航里程和@@缩短充电时@@间是当下的@@主要痛点@@，也是决定消费者购买决策的@@关键@@。而@@想要解决这个@@痛点@@，提升电动汽车@@电池组的@@电压@@，从@@目前@@的@@@@400V平台迁移到@@@@800V平台是至@@关重要的@@一步@@。此举的@@好处有两点@@：一方面@@，在@@充电模式下@@，较高的@@电池电压会降低电池充电所需的@@电流@@，并且缩短充电时@@间@@；另一方面@@@@，在@@车辆行驶时@@@@，较高的@@电压可以在@@保持功率@@水平不变的@@情况下@@@@，增加@@电机功率@@输出或@@提高@@系统@@效率@@。

而@@实现@@800V的@@架构@@，需要车辆中@@其@@他的@@功率@@电子@@系统@@都进行相应的@@升级@@。具体到@@@@OBC，在@@设计@@升级时@@有两个因素十分关键@@：电压和@@开关@@频率@@，而@@这正好都是@@SiC器件@@的@@强项@@。

安森美@@推出的@@@@1200V EliteSiC M3S MOSFET就是@@800V OBC及相关应用的@@理想选择@@。

图@@2：1200V EliteSiC M3S MOSFET（图@@源@@：安森美@@）

先从@@电压上来看@@。系统@@架构采用@@更高的@@@@电压@@，自然要求功率@@器件@@具有@@更高的@@@@阻断电压能力@@。想要满足@@800V电池平台的@@要求@@，Si功率@@器件@@显然@@是@@难于胜任的@@@@，650V等@@千伏以下的@@@@SiC也不适用@@，而@@1200V的@@EliteSiC M3S MOSFET则正好可堪重任@@，支持@@更高功率@@@@OBC的@@设计@@@@。

此外@@，1200V EliteSiC M3S MOSFET与@@前代@@M1系列@@产品@@相比@@@@，还有一个重要的@@优化@@，就是@@在@@开关@@性能上@@。这些@@MOSFET导通电阻极低@@（包括@@ 13 / 22 / 30 / 40 / 70mΩ），以符合车规的@@@@NVH4L022N120M3S为@@例@@，其@@在@@@@1200V时@@的@@导通电阻@@RDS(ON)低至@@@@22mΩ。根据@@@@安森美@@提供的@@测试数据@@@@，这款器件@@需要的@@总栅极电荷@@QG(TOT)相比@@上一代的@@@@M1 MOSFET更少@@，这大大降低了@@@@栅极驱动@@器的@@灌电流和@@拉电流@@。在@@默认@@VGS(OP) = +18V的@@情况下@@，M3S的@@电荷仅为@@@@@@135nC，与@@M1相比@@，RDS(ON)*QG(TOT)中@@的@@@@FOM（品质因数@@）减小了@@@@44%，这就意味着在@@导通电阻@@RDS(ON)相同的@@情况下@@@@，M3S MOSFET只需要其@@他器件@@@@56%的@@开关@@栅极电荷@@。

与@@M1相比@@，M3S在@@其@@寄生电容@@COSS中@@存储的@@能量@@EOSS更少@@，因此@@在@@更轻的@@负载下具有@@更高的@@@@效率@@。如@@图@@@@3所示@@，M3S的@@开关@@性能大幅改善@@——EOFF相比@@M1降低了@@@@40%，EON降低了@@@@20-30%，总开关@@损耗降低了@@@@@@34%。在@@高开关@@频率应用中@@@@，这将消除导通电阻@@RDS(ON)温度@@系数较高的@@缺点@@。

图@@3：M3S MOSFET电感开关@@损耗@@（图@@源@@：安森美@@）

支持@@更高的@@@@电压@@，有助于实现更高的@@@@功率@@@@，让充电更快@@，还可以减少整车所需的@@电流@@，从@@而@@降低电源系统@@@@、电池和@@@@OBC之间的@@电缆成本@@；开关@@频率的@@提升@@，有助于系统@@设计@@人@@员使用更小的@@电感器@@、变压器和@@电容器等@@储能@@188足彩外围@@app ，从@@而@@缩小系统@@体积@@，实现更紧凑的@@尺寸@@@@，为@@车辆中@@其@@他组件提供更多的@@空间@@——1200V EliteSiC M3S MOSFET的@@这两点优势@@，刚好命中@@了@@电动汽车@@客户的@@需求痛点@@，这显然@@是@@让他们@@“下单@@”很具有@@说服力的@@理由@@，当然@@也是安森美@@能够在@@@@SiC竞争中@@获得先发优势的@@一大主要原因@@。

完整的@@@@SiC产品@@布局@@

值@@得注@@意的@@是@@，像@@1200V M3S MOSFET这样@@能够直击市场@@痛点的@@产品@@@@@@@@，在@@安森美@@的@@@@@@EliteSiC系列@@产品@@中@@还有很多@@，丰富的@@产品@@@@组合是为@@广泛功率@@电子@@应用提供@@SiC整体解决方案的@@关键@@，也是安森美@@深厚技术@@积淀的@@体现@@。

从@@产品@@类别@@上看@@，目前@@安森美@@@@ EliteSiC系列@@包括@@@@SiC二极管@@、SiC MOSFET、SiC模块和@@@@Si/SiC混合模块四个子类@@，这意味着客户无论@@是希望激进地研发全@@SiC的@@产品@@@@，还是选择一种稳妥的@@渐进式升级路径@@，都可以在@@@@EliteSiC产品@@组合中@@找到@@相应的@@解决方案@@。

而@@从@@各个子类中@@@@，更是能看出安森美@@@@ SiC产品@@的@@丰富和@@多样性@@。比如@@@@在@@@@SiC MOSFET类别@@，安森美@@的@@@@产品@@就包括@@@@650V、900V、1200V和@@1700V电压级别@@，而@@且@@陆续研发出了@@三代产品@@@@，每一代产品@@都根据@@@@特定市场@@应用的@@需求进行了@@迭代优化@@。

M1系列@@

安森美@@的@@@@初代@@SiC MOSFET，主推@@1200V器件@@，适用于工业@@和@@汽车应用@@，支持@@20kHz范围内@@工作的@@系统@@@@，着重在@@低导通损耗和@@稳定可靠性方面进行了@@优化@@。

M2系列@@

主要包括@@@@650V和@@900V器件@@，覆盖千伏以下较低电压的@@应用@@，并提供了@@针对@@这些@@电压级别@@而@@优化的@@新型单元结@@构@@。

M3系列@@

1200V器件@@，特别针对@@快速开关@@应用进行了@@优化@@。上文@@提到@@的@@@@M3S MOSFET就是@@M3系列@@下的@@一个子系列@@@@。

表@@1：EliteSiC MOSFET各个系列@@特性@@（资料来源@@@@：安森美@@）

随着@@市场@@的@@发展@@，EliteSiC MOSFET的@@产品@@@@组合还在@@不断丰富和@@延展@@。比如@@@@在@@@@2023年@@初推出的@@@@1700V EliteSiC MOSFET (NTH4L028N170M1），就是@@面向@@可再生能源领域而@@设计@@的@@产品@@@@@@——由此@@可见@@，虽然当下电动汽车@@市场@@@@SiC的@@行情如@@火如@@荼@@，但是安森美@@也没有放松在@@其@@他应用领域的@@产品@@@@布局@@@@。

可再生能源应用正不断向@@更高的@@@@电压发展@@，其@@中@@@@太阳能系统@@直流@@母线正从@@@@1100V向@@1500V演进@@。为@@了@@支持@@这一技术@@变革@@，就需要具有@@更高击穿电压@@ (BV) 的@@MOSFET提供支持@@@@。安森美@@的@@@@1700V EliteSiC MOSFET显然@@就是@@为@@此@@而@@打造的@@@@，其@@Vgs范围为@@@@-15V/25V，适用于栅极电压提高@@到@@@@-10V的@@快速开关@@应用@@，且具有@@更高的@@@@系统@@可靠性@@。在@@1200V、40A的@@测试条件下@@，1700V EliteSiC MOSFET的@@栅极电荷@@(Qg) 仅为@@@@200nC，这一特性对@@于@@在@@更快开关@@速度@@@@、更高功率@@的@@可再生能源应用中@@实现高能效至@@关重要@@。

图@@4：1700V EliteSiC MOSFET（图@@源@@：安森美@@）

显然@@，不断扩大@@EliteSiC系列@@产品@@的@@深度@@和@@广度@@@@，是安森美@@的@@@@@@SiC战略中@@很重要的@@一部分@@@@。这种全面的@@布局@@，使得安森美@@有能力响应客户的@@各种设计@@需求@@，同时@@也不会错失现在@@和@@未来任何一个市场@@风口@@@@。

垂直整合的@@@@SiC产业链@@

随着@@SiC市场@@的@@大热@@，在@@未来一段时@@间@@，下游厂商都难免受到@@@@SiC器件@@产能吃紧这一瓶颈的@@困扰@@。为@@此@@，很多系统@@厂商都会采用@@和@@@@SiC器件@@供应商签署长期供货协议这种深度@@绑定的@@方式@@，来规避相应的@@供应链风险@@。这时@@@@，对@@SiC半导体@@厂商产能和@@质量稳健性的@@要求就显得尤为@@重要了@@@@。

安森美@@对@@此@@的@@应对@@举措就是@@@@，对@@整个@@SiC产业链@@进行垂直整合@@，将影响产能和@@产品@@品质的@@要素紧紧掌握在@@自己的@@手中@@@@！

通过@@一系列@@的@@收购和@@整合工作@@，目前@@安森美@@@@已经实现了@@@@@@SiC器件@@生产制造@@能力@@的@@垂直整合@@@@，是目前@@世界@@上为@@数不多能够提供从@@衬底@@制备到@@模块制造@@端到@@端@@SiC方案的@@供应商@@，涵盖@@SiC材料@@生长@@、衬底@@、外延@@、器件@@制造@@@@、模块集成和@@分立封装@@等@@在@@内@@的@@整个制造@@流程@@。此举无疑为@@安森美@@的@@@@@@SiC供应链带来了@@易于扩展@@、成本优化的@@优势@@。

图@@5：安森美@@i的@@垂直整合@@SiC制造@@能力@@（图@@源@@：安森美@@）

而@@且@@在@@整个制造@@流程中@@@@，安森美@@实施了@@全面的@@可靠性和@@质量测试@@，以避免产品@@出现缺陷@@。安森美@@的@@@@所有@@SiC产品@@都在@@@@100%额定电压和@@@@175°C下经验证合格@@；还具有@@@@100%雪崩额定值@@@@，具有@@固有的@@栅极氧化物可靠性@@，并经过宇宙辐射测试@@；同时@@还会对@@@@SiC外延@@生长前后进行缺陷扫描@@。

除了@@上述对@@制造@@能力@@的@@垂直整合@@@@，安森美@@也在@@着力打造更完善的@@@@SiC器件@@应用开发生态@@，包括@@专家支持@@@@、设计@@工具@@、仿真工具@@，以及详尽的@@技术@@文@@档等@@@@，以响应客户设计@@和@@开发各个阶段的@@需求@@。

其@@中@@@@的@@@@安森美@@新发布的@@@@@@Elite Power仿真工具@@就是@@一个亮点@@。这款仿真工具@@能够准确呈现出采用@@@@EliteSiC系列@@产品@@包括@@@@EliteSiC边界情形的@@电路运行情况@@，帮助电力电子@@工程师加快设计@@的@@上市速度@@@@。

图@@6：Elite Power 仿真工具@@配以@@ PLECS，助力开发者快速设计@@出整合@@EliteSiC产品@@的@@电源应用@@（图@@源@@：安森美@@）

安森美@@的@@@@这些@@努力无疑会让公司围绕@@SiC构建的@@技术@@支持@@体系更为@@完善@@，从@@宏观的@@角度@@上看@@，也是在@@弥补整个@@SiC产业链@@上的@@缺环@@，以做大整个@@SiC的@@市场@@蛋糕@@。

本文@@小结@@@@

根据@@@@Yole的@@预测@@@@，从@@2021到@@2027年@@，全球@@SiC功率@@器件@@市场@@规模将从@@@@10.90亿@@美元@@增长到@@@@62.97亿@@美元@@，其@@中@@@@车规级@@SiC器件@@市场@@将从@@@@2021年@@的@@@@6.85亿@@美元@@增长至@@@@2027年@@的@@@@49.86亿@@美元@@，年@@复合增长率高达@@39.2%。

要想成为@@这个@@高速增长的@@新兴半导体@@市场@@的@@头部玩家@@，瞄准市场@@热点的@@创新产品@@@@、全面的@@产品@@@@布局@@和@@垂直整合的@@@@综合能力@@，这三要素缺一不可@@。安森美@@就是@@围绕着这三个方面不断深耕@@，构建起了@@自己在@@@@SiC这个@@“新世界@@@@”的@@版图@@@@。想要走入其@@中@@@@@@，一探究竟@@，就随我们来吧@@！

绝缘栅双极@@晶体管@@(IGBTs)简史@@

judy — Fri, 14 Jul 2023 02:00:46 +0000

作者@@： Stephen Russell，来源@@： TechInsights微信公众号@@

一年@@的@@@@结@@束通常@@是回顾和@@反思的@@时@@候@@。在@@TechInsights 2021年@@底发布的@@@@功率@@半导体@@@@@@188金宝搏@@ 中@@，我们总结@@@@了@@@@SiC MOSFET设计@@的@@一些最新发展@@[1]。

尽管人@@们对@@宽带隙@@@@(WBG)功率@@半导体@@@@器件@@感到@@兴奋@@，但硅基@@绝缘栅双极@@晶体管@@@@(IGBTs)在@@今天比以往任何时@@候都更加重要@@。在@@我们@@10月@@份发布的@@@@电动汽车@@电力电子@@报告@@@@[2]中@@，TechInsights预测@@，xEV轻型汽车动力总成的@@产量将从@@@@2020年@@的@@@@910万@@增长到@@@@2026年@@的@@@@4310万@@，这使得其@@复合年@@增长率@@(CAGR)达到@@@@25%。SiC MOSFET目前@@预计占市场@@的@@约@@@@26%，到@@2029年@@预计将占市场@@份额的@@@@50%。

迄今为@@止@@，英飞凌已经发布了@@七代@@IGBT技术@@。在@@过去的@@二十年@@里@@，TechInsights已经分析@@并分类了@@这些@@器件@@的@@所有主要创新@@，那我们来回顾一下我们所看到@@的@@进展@@。

早前@@，英飞凌发布了@@其@@@@“电动传动系统@@@@(EDT2)”系列@@的@@更多部件@@。虽然不是新一代@@，但它是最新@@IGBT7技术@@的@@汽车迭代@@。它们已经在@@市场@@上广受接纳@@。英飞凌于去年@@宣布@@@@，中@@国领先的@@逆变器供应商英博尔率先在@@其@@产品@@中@@采用@@@@EDT2 IGBT系列@@[3]。

我们已经从@@这个@@系列@@中@@看到@@了@@@@IGBT的@@两种变体@@：

一款分立产品@@@@(AIKQ120N75CP2XKSA1)，适用于从@@牵引变流器到@@@@DC-link放电开关@@的@@一系列@@汽车应用@@。

- 具有@@750 V VCE, VCE(SAT)= 1.3 V(典型@@@ 25°C, VGS = 15 V)，并与@@@@Si基@@PiN二极管@@共封装@@@@，以提供反向@@传导性能@@。

FF300R08W2P2_B11A模块针对@@牵引逆变器@@

- 具有@@四个@@750 V VCE, VCE(SAT) = 1.0 V(典型@@@ 25°C, VGS = 15 V) EDT2系列@@IGBTs。在@@半桥@@配置中@@@@，四个基@@于@@@@Si的@@PiN二极管@@提供@@300 A的@@模块额定电流@@@@。
这两种产品@@的@@详细分析@@都可以在@@@@@@TechInsights的@@分析@@@@师@@dropbox的@@power essentials订阅中@@看到@@@@。

表@@1记录了@@我们多年@@来@@分析@@的@@各种英飞凌@@IGBTs，以及它们的@@一些显著特征@@，一直追溯到@@第@@一代@@的@@原始版本@@。

表@@1: TechInsights对@@英飞凌@@IGBTs的@@分析@@@@、报告@@参考和@@值@@得注@@意的@@创新@@

关于@@IGBT
多年@@来@@，关于@@谁@@“发明@@”了@@IGBT一直存在@@@@一些争议@@，我们不会在@@这里深入探讨@@。最广泛的@@共识是@@Jayant Baliga教授@@(他仍然在@@该@@领域非常活跃@@，现在@@是北卡罗莱纳州立大学功率@@半导体@@@@研究中@@心的@@主任@@)。20世纪@@80年@@代初@@，他在@@通用电气公司广泛从@@事@@IGBT技术@@的@@研究和@@开发@@。

从@@结@@构上讲@@，IGBT只是一个功率@@垂直扩散@@(VD-MOSFET)，底部有一个@@P-type集电极@@而@@并不是一个@@N+漏极触点@@@@，使其@@成为@@一个双极@@器件@@@@。尽管有人@@说这是@@对@@其@@功能的@@过度@@简化@@。

IGBT可以用几种方式进行解释和@@建模@@；我的@@偏好是作为@@一个@@MOSFET驱动@@的@@双极@@晶体管@@(BJT)。将双极@@晶体管的@@功率@@能力与@@@@MOSFET的@@简单驱动@@需求和@@低关闭状态@@（low off-state）功耗相结@@合@@@@。在@@正向@@传导过程中@@@@，电子@@从@@顶部@@MOSFET“注@@入@@”到@@漂移区@@，空穴从@@底部@@P+集电极@@“注@@入@@”，如@@图@@@@1所示@@。

图@@1：IGBT的@@基@@本结@@构@@，包括@@MOSFET和@@BJT188足彩外围@@app

这个@@结@@构中@@有许多复杂的@@微妙之处@@，这里无法一一介绍@@。例如@@@@，还存在@@@@由@@N+触点@@/P type基@@极@@/ N-type漂移形成的@@寄生双极@@晶体管以及寄生晶闸管@@(添加底部@@P+集电极@@触点@@@@)。关于@@这些@@错综复杂的@@问题@@，有好几本教材都是@@Baliga教授@@自己写的@@@@![4]

与@@功率@@@@MOSFET相比@@，IGBT具有@@几个优点@@。主要是前面提到@@的@@双极@@作用@@，它们是少数载流子器件@@@@，这意味着电子@@和@@空穴都在@@载流子输运中@@活跃@@。这有点违反常理@@，人@@们可能会想象这些@@载流子都在@@漂移区域内@@重新组合@@，相互抵消@@。

这并没有错@@，但是有一个被称为@@载流子寿命的@@特性@@，在@@此期间重组需要发生@@。假设这足够高@@，电子@@和@@空穴共存足够的@@时@@间在@@漂移区域@@，以创建一个@@“电子@@-空穴等@@离子体@@”，有效地降低该@@区域的@@电阻到@@一个显着低于功率@@@@MOSFET的@@水平@@，反过来降低器件@@电阻和@@提高@@其@@实际电压能力@@。

也有一些缺点需要考虑@@。

当栅极关闭且@@VCE正向@@偏置时@@@@，IGBT具有@@正向@@阻塞能力@@。然而@@@@，由于@@在@@@@P+集电极@@/ N-type漂移区存在@@@@有效的@@二极管@@@@，因此@@既没有反向@@阻塞也没有反向@@传导@@。因此@@，有必要在@@反并行配置@@(也称为@@快速恢复二极管@@@@(FReD))中@@共同封装@@额外的@@自由旋转二极管@@@@(FWD)。

该@@背面集电极@@二极管@@提供@@了@@一个@@~0.7 V的@@器件@@导通基@@础的@@物理结@@构@@。也就是@@说@@，再多的@@优化也无法克服这一点@@。这也是我们不从@@导通电阻@@(RDS(ON)),的@@角度@@讨论@@@@IGBTs的@@原因@@，而@@是使用饱和@@电压@@@@(VCE(SAT))作为@@性能指标@@。

电子@@空穴等@@离子体@@的@@存在@@@@从@@根本上改善了@@器件@@的@@传导性能@@，但对@@开关@@有负面影响@@，存在@@@@“尾电流@@”(与@@载流子重组相关的@@关断时@@间的@@延长@@)。

因此@@，IGBTs在@@中@@功率@@@@/中@@频应用中@@找到@@了@@一个利基@@市场@@@@，占据@@了@@包括@@汽车牵引市场@@在@@内@@的@@关键领域@@。图@@2显示了@@根据@@@@功率@@水平和@@频率工作的@@一些关键电力电子@@应用空间@@，以及最合适的@@技术@@@@。请@@注@@意@@Si MOSFETs, IGBTS, SiC和@@GaN在@@汽车@@领域的@@重叠@@，每个制造@@商都希望在@@这个@@关键的@@增长市场@@中@@分得一杯羹@@。

图@@2 a)按功率@@@@/频率划分的@@电力电子@@应用@@ b)最适合的@@技术@@@@

总结@@@@
希望这篇@@188金宝搏@@ 能够说明@@IGBTs不仅在@@@@固态电力电子@@解决方案的@@发展中@@发挥了@@重要作用@@，而@@且@@将在@@未来十年@@甚至@@更长时@@间内@@继续发挥作用@@。

请@@务必持续关注@@@@TechInsights发布的@@@@Part 2，我们将介绍@@IGBT技术@@的@@早期发展@@，从@@punch-through (PT)到@@第@@一代@@non-punch-through (NPT)设计@@。TechInsights将讨论@@各自的@@优点以及我们在@@分析@@过程中@@发现的@@一些深入洞察@@。

References:

[1] 188金宝搏@@ - Reviewing Approaches to SiC MOSFET Cell Design: https://library.techinsights.com/reverse-engineering/blog-viewer/62936#n...

[2]报告@@- Electric Vehicle Power Electronics: Increasing Use of 800 Volts, Integrated Designs and Silicon Carbide: https://library.techinsights.com/strategy-analytics/analysis-view/EVS-22...

[3]https://www.infineon.com/cms/cn/about-infineon/press/market-news/2022/IN...

[4] https://www.sciencedirect.com/book/9781455731435/the-igbt-device

三菱电机@@开始提供工业@@设备用@@@@NX封装@@全@@SiC功率@@半导体@@@@模块@@样品@@

judy — Thu, 15 Jun 2023 03:14:20 +0000

三菱电机@@集团近日@@@@（2023年@@6月@@13日@@）宣布@@，将于@@6月@@14日@@开始提供工业@@设备用@@@@NX封装@@全@@SiC功率@@半导体@@@@模块@@的@@样品@@。该@@模块降低了@@@@内@@部电感@@，并集成了@@第@@二代@@SiC芯片@@，有望帮助实现更高效@@@@、更小型@@、更轻量的@@工业@@设备@@。

工业@@设备用@@NX封装@@全@@SiC功率@@半导体@@@@模块@@

为@@降低全球@@社会范围内@@的@@碳排放@@，功率@@半导体@@@@器件@@正越来越多地被用于高效@@电力变换场合@@。其@@中@@@@，对@@于@@能够显著降低功率@@损耗的@@@@SiC功率@@半导体@@@@的@@期望越来越高@@。大功率@@@@、高效@@率功率@@半导体@@@@能够提高@@工业@@设备@@（逆变器等@@部件@@）的@@功率@@转换效率@@，其@@需求正在@@不断扩大@@@@。

三菱电机@@于@@2010年@@开始推出搭载@@SiC芯片@@的@@功率@@半导体@@@@模块@@@@。此次@@，新模块采用@@低损耗@@SiC芯片@@和@@优化的@@内@@部结@@构@@，与@@现有@@的@@@@Si IGBT模块相比@@@@，内@@部杂散电感减少约@@@@47%*1，并显著降低了@@@@功率@@损耗@@。

该@@SiC产品@@的@@开发得到@@了@@日@@本新能源@@·产业技术@@综合开发机构@@(NEDO)的@@部分@@支持@@@@。

产品@@特点@@

优化的@@内@@部结@@构并采用@@@@SiC芯片@@，有助于实现设备的@@高效@@率@@、小型化@@、轻量化@@

内@@部连接采用@@优化的@@叠层结@@构@@，实现了@@@@9nH的@@内@@部杂散电感@@，比现有@@IGBT模块降低约@@@@47%；

通过@@降低内@@部杂散电感@@，抑制设备的@@浪涌电压@@，实现高速开关@@的@@同时@@降低开关@@损耗@@；

采用@@ JFET掺杂技术@@@@*2的@@第@@二代@@SiC芯片@@具有@@低损耗特性@@，与@@现有@@Si IGBT模块相比@@@@，功率@@损耗降低约@@@@72%*1，有助于提高@@设备效率@@；

低的@@功率@@损耗有助于减少热量的@@产生@@，从@@而@@允许使用更小@@、重量更轻的@@散热@@器@@@@。

兼容@@的@@@@NX型封装@@@@，Si模块和@@@@SiC模块可以轻松替换@@

在@@搭载@@SiC芯片@@的@@同时@@@@，在@@外形尺寸@@和@@管脚配置等@@方面维持了@@@@NX型封装@@@@的@@兼容@@性@@，便于轻松替换@@，有助于缩短新设备设计@@时@@间@@。

未来发展@@

三菱电机@@将继续扩大其@@功率@@半导体@@@@模块@@产品@@线@@@@，进一步为@@工业@@设备的@@高效@@率@@、小型化@@、轻量化@@做出贡献@@。

主要规格@@

*1：基@@于@@三菱电机@@确定的@@测量条件@@，与@@1700V/600A NX-type Si IGBT Module T-series (CM600DX-34T)对@@比得出@@
*2：JFET (Junction Field Effect Transistor)：结@@型场效应晶体管@@
*3：RoHS: Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment

关于@@三菱电机@@@@
三菱电机@@创立于@@1921年@@，是全球@@知名@@的@@综合性企业@@。在@@2022年@@《财富@@》世界@@500强排名@@中@@@@，位列@@351名@@。截止@@2022年@@3月@@31日@@的@@财年@@@@，集团营收@@44768亿@@日@@元@@(约@@合美元@@332亿@@)。作为@@一家技术@@主导型企业@@，三菱电机@@拥有多项专利技术@@@@，并凭借强大的@@技术@@实力和@@良好的@@企业信誉在@@全球@@的@@电力设备@@、通信@@设备@@、工业@@自动化@@、电子@@元器件@@@@、家电等@@市场@@占据@@重要地位@@。尤其@@在@@@@电子@@元器件@@@@市场@@@@，三菱电机@@从@@事开发和@@生产半导体@@已有@@60余年@@@@。其@@半导体@@产品@@更是在@@变频家电@@、轨道牵引@@、工业@@与@@新能源@@、电动汽车@@、模拟@@/数字通讯以及有线@@/无线通讯等@@领域得到@@了@@广泛的@@应用@@。

SiC乘风起势@@！《2023 SiC功率@@半导体@@@@市场@@@@分析@@报告@@@@》全新发布@@

judy — Thu, 23 Mar 2023 01:57:39 +0000

根据@@@@TrendForce集邦@@咨询@@旗下化合物半导体@@研究处最新报告@@@@《2023 SiC功率@@半导体@@@@市场@@@@分析@@报告@@@@-Part1》分析@@，随着@@Infineon、ON Semi等@@与@@汽车@@、能源业者合作项目明朗化@@，将推动@@2023年@@整体@@SiC功率@@188足彩外围@@app 市场@@规模达@@22.8亿@@美元@@，年@@成长@@41.4%。

与@@此同时@@@@，受惠于下游应用市场@@的@@强劲需求@@，TrendForce集邦@@咨询@@预期@@，至@@2026年@@SiC功率@@188足彩外围@@app 市场@@规模可望达@@53.3亿@@美元@@，其@@主流应用仍倚重电动汽车@@及可再生能源@@。

TrendForce集邦@@咨询@@表@@示@@@@，SiC衬底@@材料@@的@@供应问题仍然限制着产业发展@@，纵使@@STM与@@ON Semi积极推动内@@部供应@@，但实际量产@@进程显然@@不及预期@@，因此@@这些@@厂商必须从@@多渠道寻求稳定的@@外部供应@@。

在@@此情况下@@，各大@@SiC衬底@@厂商已加快扩产脚步@@，但须注@@意的@@是用于汽车@@main inverter的@@高质量@@SiC衬底@@制造@@能力@@仍掌控在@@@@Wolfspeed等@@极少数厂商手中@@@@，这也导致了@@车用@@SiC产能持续紧张@@。与@@此同时@@@@，以天科合达为@@代表@@的@@中@@国衬底@@厂商的@@迅速崛起亦吸引到@@下游领先业者的@@关注@@@@，随着@@其@@位于北京大兴的@@新工厂步入量产@@@@，天科合达营收规模正在@@快速放大@@，并开始着墨于外延@@片制造@@@@。

目光转向@@@@SiC功率@@188足彩外围@@app 市场@@，STM继续维持领导地位@@，其@@相关业务在@@过去一年@@里实现营收接近@@7亿@@美元@@，Infineon则在@@工业@@市场@@表@@现亮眼@@，并不断拓展汽车客户@@，而@@Wolfspeed则寄予@@8英寸@@MVF Fab量产@@，来为@@其@@未来功率@@@@188足彩外围@@app 业务提供强劲增长动能@@。另外@@值@@得注@@意的@@是@@@@，ON Semi正在@@迅速抢占市场@@@@，该@@公司近年@@来@@成长迅速@@，这与@@其@@结@@构性战略转型密切相关@@。

进一步以终端应用市场@@分析@@供应链情况@@，电动汽车@@与@@储能设施市场@@的@@快速发展则是导致供需失衡的@@关键因素@@，国际@@IDM大厂的@@@@SiC MOSFET产能亦将在@@近几年@@维持供不应求态势@@。对@@此@@，中@@国厂商如@@三安光电@@、瞻芯@@、士兰微@@、清纯半导体@@等@@正在@@寻求@@SiC MOSFET制程突破@@，以完全实现@@IDM模式转变@@，但在@@开发过程中@@仍面临着诸多阻碍@@。

另外@@，考虑到@@仍然有许多@@Fabless厂商参与@@到@@@@SiC市场@@，X-FAB等@@代工厂亦在@@积极发展相关业务@@，特别是@@台系厂商@@，继汉磊之后@@，鸿扬半导体@@@@、积亚半导体@@陆续投身其@@中@@@@@@。此外@@，受吉利汽车投资的@@新兴代工业@@者芯粤能同样备受市场@@关注@@@@，其@@相关项目预计在@@今年@@@@下半年@@正式投产@@，同时@@该@@公司合作伙伴芯聚能已实现车规级@@SiC功率@@模块@@量产@@@@。

当然@@，SiC专用生产设备市场@@的@@发展同样值@@得关注@@@@，部分@@关键设备的@@交期仍在@@延长@@，外延@@反应器便是其@@中@@@@之一@@，这将影响到@@天域半导体@@@@、瀚天天成等@@外延@@片供货商的@@扩产进程@@，但亦为@@本土设备厂商创造了@@替代机会@@。另外@@，透过近期@@ASM、Veeco分别对@@@@LPE与@@Epiluvac的@@收购案例@@，可以看出国际@@半导体@@设备厂商已经意识到@@@@SiC市场@@的@@巨大潜力@@，陆续展开布局@@。（文@@：化合物半导体@@市场@@@@ Matt）

三菱电机@@推出@@“SLIMDIP-Z”功率@@半导体@@@@模块@@

judy — Tue, 03 Jan 2023 10:38:33 +0000

30A的@@高额定电流@@@@将助力简化和@@缩小家电应用中@@的@@@@逆变器系统@@@@

三菱电机@@集团近日@@@@宣布@@@@，其@@新型@@SLIMDIP-Z功率@@半导体@@@@模块@@将于@@@@2023年@@2月@@发布@@，该@@模块具有@@@@30A的@@高额定电流@@@@，主要应用于@@家用电器@@逆变器系统@@@@。该@@紧凑型模块将使@@SLIMDIP™系列@@能够满足逆变器单元更广泛的@@功率@@和@@尺寸@@需求@@，有助于简化和@@缩小空调@@、洗衣机和@@冰箱等@@多功能和@@复杂产品@@的@@体积@@。

目前@@，对@@于@@能够有效转换电力以帮助实现低碳世界@@的@@功率@@半导体@@@@的@@需求正在@@增长@@。1997年@@，三菱电机@@首先将@@DIPIPM™作为@@高性能智能功率@@模块@@进行了@@商业化@@，该@@模块采用@@压注@@模封装@@结@@构@@，内@@置了@@开关@@器件@@以及用于驱动@@和@@保护开关@@@@188足彩外围@@app 的@@控制@@IC。从@@那时@@起@@，DIPIPM™系列@@产品@@已被广泛应用于@@大型电器和@@工业@@电机的@@逆变器@@，并助力实现逆变器控制板的@@小型化@@和@@节能化@@。

产品@@特点@@

更高的@@@@30A额定电流@@，帮助实现更简单@@、更小型@@的@@家用电器@@逆变系统@@@@

优化的@@框架结@@构扩大了@@逆导型@@IGBT (RC-IGBT)芯片@@的@@安装面积@@。
与@@现有@@的@@@@SLIMDIP-L相比@@，绝缘导热垫片可使功率@@芯片@@的@@结@@到@@外壳@@的@@热阻降低约@@@@40%，从@@而@@使额定电流@@增加@@到@@@@30A。
RC-IGBT芯片@@温度@@抑制有助于简化和@@缩小逆变系统@@的@@热设计@@@@@@。

低噪声@@，帮助实现更小@@、更低成本的@@逆变系统@@@@

应用于@@RC-IGBT芯片@@的@@降噪技术@@有助于减少噪声抑制组件的@@数量@@，从@@而@@实现@@更小@@、更低成本的@@逆变系统@@@@。

兼容@@SLIMDIP系列@@封装@@@@，帮助缩短设计@@时@@间@@

SLIMDIP系列@@封装@@@@兼容@@性@@，包括@@尺寸@@和@@引脚布局@@(尽管增加@@了@@额定电流@@@@)，将有助于缩短逆变系统@@的@@设计@@@@时@@间@@。

主要规格@@

SLIMDIP系列@@产品@@线@@@@

环保意识@@

本产品@@@@遵循@@RoHS*1 指令@@（2011/65/EU、(EU)2015/863）。

*1 Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment

关于@@三菱电机@@@@

三菱电机@@创立于@@1921年@@，是全球@@知名@@的@@综合性企业@@。在@@2022年@@《财富@@》世界@@500强排名@@中@@@@，位列@@351名@@。截止@@2022年@@3月@@31日@@的@@财年@@@@，集团营收@@44768亿@@日@@元@@（约@@合美元@@332亿@@）。作为@@一家技术@@主导型企业@@，三菱电机@@拥有多项专利技术@@@@，并凭借强大的@@技术@@实力和@@良好的@@企业信誉在@@全球@@的@@电力设备@@、通信@@设备@@、工业@@自动化@@、电子@@元器件@@@@、家电等@@市场@@占据@@重要地位@@。尤其@@在@@@@电子@@元器件@@@@市场@@@@，三菱电机@@从@@事开发和@@生产半导体@@已有@@60余年@@@@。其@@半导体@@产品@@更是在@@变频家电@@、轨道牵引@@、工业@@与@@新能源@@、电动汽车@@、模拟@@/数字通讯以及有线@@/无线通讯等@@领域得到@@了@@广泛的@@应用@@。

东芝@@将新建功率@@半导体@@@@产线@@

judy — Wed, 28 Dec 2022 01:34:06 +0000

据@@外媒报道@@，东芝@@集团近日@@宣布@@将在@@日@@本兵库县建设新的@@功率@@半导体@@@@器件@@@@、模块制造@@设施@@。项目预计于@@2025年@@春季@@投产@@，有望将东芝@@在@@该@@基@@地的@@车规功率@@半导体@@@@产能增加@@一倍@@以上@@@@。

报道指出@@，汽车及工业@@自动化@@市场@@对@@东芝@@@@MOSFET等@@主打产品@@的@@需求预计将持续增长@@，使东芝@@决定通过@@建设新的@@后端设施来满足这一需求增长@@。

今年@@@@2月@@，东芝@@宣布@@将在@@日@@本石川县的@@主要分立器件@@@@生产基@@地@@（加贺东芝@@电子@@@@公司@@）打造一座新的@@@@12吋晶圆@@制造@@设施@@，以扩大功率@@@@半导体@@@@产能@@。

该@@12吋晶圆@@厂@@（100%使用再生能源@@）建造将分两个阶段进行@@，以便根据@@@@市场@@趋势优化投资步伐@@，第@@一阶段生产计划@@将于@@@@2024会计年@@度@@内@@启动@@。

东芝@@表@@示@@@@，一旦第@@一阶段产能满载@@，旗下功率@@半导体@@@@产能将达到@@@@@@2021年@@度@@的@@@@2.5倍@@。

（文@@：化合物半导体@@市场@@@@ Cecilia整理@@）

村田将量产@@可应对@@高功率@@和@@高频率的@@下一代功率@@半导体@@@@的@@绝缘@@DC-DC

judy — Wed, 14 Dec 2022 01:33:48 +0000

株式会社村田制作所@@（以下简称@@“本公司@@”）已将面向@@下一代功率@@半导体@@@@之一的@@@@GaN(1)器件@@门驱动@@器的@@绝缘@@DC-DC转换器@@“MGN1系列@@”（以下简称@@“本产品@@@@”）商品化@@。现已开始量产@@@@。

(1)GaN：由镓和@@氮的@@化合物制成的@@化合物半导体@@@@。被认为@@是下一代功率@@半导体@@@@之一@@，因为@@它与@@目前@@用于半导体@@的@@硅同样耐电压@@，并且具有@@更广的@@电感应控制范围@@（带隙@@）。

近年@@来@@，在@@需要快速充电的@@电动汽车@@@@（EV）充电站等@@场所@@，能够承受高电压且功率@@损耗低的@@下一代功率@@半导体@@@@已开始普及@@。即使在@@下一代功率@@半导体@@@@当中@@@@，GaN也因具有@@能够以高频率进行开关@@操作的@@特点@@，所以特别需要能够承受因开关@@动作而@@产生的@@电压波动和@@高电压的@@绝缘@@DC-DC转换器@@。
因此@@，本公司@@开发了@@具有@@以下特点的@@产品@@@@@@。

初级和@@次级之间的@@绝缘电容@@低@@
减少因开关@@操作而@@产生的@@电压波动导致从@@输出流到@@输入的@@电流降低@@。

共模瞬态耐电压@@
共模瞬态耐电压@@>200kV/µs，因此@@能够应对@@高频开关@@操作产生的@@电压波动@@，并减少这种电压波动对@@初级电路的@@电气影响@@。

高绝缘耐电压@@@@
即使施加高电压也能保持绝缘性能@@。

此外@@，由于@@本产品@@@@是薄型设计@@@@，因此@@可以在@@有限的@@空间内@@安装@@。

主要规格@@

尺寸@@（L × W × T）	14.50mm × 12.00mm × 4.21mm
输出电压@@	+8V, +12V & +6V/-3V
绝缘电容@@	2.5pF
共模瞬态耐电压@@（CMTI）	>200kV/µS
绝缘耐电压@@（功能绝缘@@）	1.1kV
工作温度@@范围@@	-40°C~+105°C

咨询方式@@

请@@由此@@进行关于@@此产品@@的@@咨询@@。

关于@@村田制作所@@

村田制作所是一家全球@@性的@@综合电子@@元器件@@@@制造@@商@@，主要从@@事以陶瓷为@@基@@础的@@电子@@元器件@@@@的@@开发@@、生产和@@销售业务@@。致力于通过@@自身开发积累的@@材料@@开发@@、工艺@@开发@@、商品设计@@@@、生产技术@@以及对@@它们提供支持@@@@的@@软件和@@分析@@评估等@@技术@@基@@础@@，创造独特产品@@@@，为@@电子@@社会的@@发展做出贡献@@。详情请@@单击此处链接@@　www.murata.com/zh-cn/

功率@@半导体@@@@冷知识@@之二@@：IGBT短路@@时@@的@@损耗@@

judy — Mon, 13 Jun 2022 03:49:39 +0000

作者@@：陈子颖@@，文@@章来源@@@@：英飞凌工业@@半导体@@@@微信公众号@@@@

短路@@不可怕@@

IGBT主要用于电机驱动@@@@和@@各类变流器@@，IGBT的@@抗短路@@能力是系统@@可靠运行和@@安全的@@保障之一@@，短路@@保护可以通过@@串在@@回路中@@的@@@@分流电阻或@@退饱和@@检测等@@多种方式实现@@。

IGBT是允许短路@@的@@@@，完全有这样@@的@@底气@@，EconoDUAL™3 FF600R12ME4 600A 1200V IGBT4的@@数据@@手册是这样@@描述短路@@能力的@@@@，在@@驱动@@电压不超过@@15V时@@，短路@@电流典型@@值@@是@@2400A，只要@@在@@@@10us内@@成功关断短路@@电流@@，器件@@不会损坏@@。

IGBT的@@短路@@承受能力为@@短路@@保护赢得时@@间@@，驱动@@保护电路可以从@@容安全地关断短路@@电流@@。

短路@@能力不是免费的@@@@

器件@@的@@短路@@能力不是免费的@@@@@@，代价是器件@@损耗@@。短路@@能力可以用短路@@承受时@@间来描述@@，提高@@短路@@承受时@@间可能需要牺牲饱和@@压降@@，进而@@关联到@@关断损耗@@，因为@@饱和@@压降高了@@@@，有时@@需要牺牲关断损耗来降低@@。

一种方法是@@——把@@IGBT中@@的@@@@MOS沟道做宽@@，提高@@MOS沟道的@@宽长比@@W/L，可以降低导通时@@的@@饱和@@压降@@，但这样@@短路@@电流会增加@@@@，短路@@可承受时@@间缩短@@。

基@@于@@这机理@@，IGBT的@@技术@@在@@发展@@：

有些应用并不会发生器件@@短路@@@@，譬如@@@@Boost电路等@@@@，这时@@@@可以使用@@不保证短路@@承受时@@间的@@器件@@@@，如@@英飞凌@@TRENCHSTOP™5系列@@，不支持@@短路@@工况@@，但可以支持@@极低的@@导通损耗或@@者极高的@@开关@@频率@@。

得益于应用技术@@的@@进步@@，驱动@@保护电路的@@完善@@，系统@@能够识别出短路@@并且关断@@IGBT所需要的@@时@@间越来越短@@，因此@@允许我们设计@@出短路@@时@@间更短的@@@@IGBT。例如@@@@，英飞凌的@@@@IGBT7短路@@时@@间是@@6us @ 175oC，EDT2芯片@@是@@3us@175oC，以短路@@承受时@@间换芯片@@低损耗性能@@。

大电流@@不一定是短路@@@@

上面讨论@@有些应用并不会发生器件@@短路@@@@@@，而@@不是系统@@输出不会短路@@@@，系统@@输出短路@@会在@@器件@@上产生大电流@@@@，设计@@中@@必须要考虑合适的@@过载保护@@，把@@器件@@的@@关断电流控制在@@反向@@安全工作区内@@@@，对@@于@@IGBT模块一般是两倍@@的@@@@标称电流@@@@@@。

大电流@@不一定是短路@@@@，为@@了@@讲清这个@@问题@@，我们需要分析@@@@IGBT的@@输出特性@@Ic=f(Vce)，图@@中@@是@@FF900R12ME7_B11,900A 1200V IGBT7的@@输出特性@@，它给@@出了@@在@@@@2倍@@的@@@@标称电流@@@@以内@@@@，在@@不同栅极电压驱动@@时@@的@@集电极@@和@@发射极之间电压@@。图@@表@@中@@的@@@@最大电流@@是@@1800A，这是@@900A IGBT模块能保证的@@关断电流值@@@@。

为@@了@@讨论@@问题我把@@输出特性@@Ic=f(Vce)展开一下@@，展开到@@@@9倍@@的@@@@标称电流@@@@，7-8倍@@的@@@@饱和@@压降@@，这样@@各种要解释@@IGBT大电流@@工况都在@@图@@@@上了@@@@。

1.正常工况@@---反向@@工作安全区@@RBSOA：

图@@中@@绿色的@@部分@@是反向@@工作安全区@@@@RBSOA的@@一小部分@@@@，在@@这区域内@@只要@@不超过最高工作结@@温@@@@，每个周期能可靠关断的@@电流@@，条件是在@@饱和@@状态下关断@@，在@@关断过程中@@@@，Vce电压上升@@，但不能超过器件@@耐压值@@@@。

2.短路@@区域@@

绿框框起来的@@是在@@栅极电压@@13-15V的@@短路@@区域@@@@，可以在@@图@@@@中@@读出在@@@@Vge=15V，短路@@电流被器件@@自动限制在@@@@5倍@@的@@@@标称电流@@@@，这时@@@@器件@@退出饱和@@@@，Vce电压快速上升@@，驱动@@电路检测@@Vce上升到@@几倍@@的@@@@饱和@@压降@@@@，就可以执行短路@@保护了@@@@，器件@@是安全的@@@@。

3.降额短路@@区域@@@@

短路@@时@@由于@@集电极@@的@@@@dv/dt，通过@@CGC在@@栅极会感应出一个小电压@@，把@@Vge电压抬高@@，这时@@@@IGBT进入了@@降额短路@@区域@@@@@@，短路@@电流增大@@，短路@@承受时@@间缩短@@。

4.禁止开关@@区域@@

器件@@电流超过了@@@@2倍@@的@@@@标称电流@@@@，但是器件@@没有退出饱和@@@@，这时@@@@器件@@上的@@电压比短路@@时@@低@@，貌似器件@@还比短路@@时@@舒服一点@@，但不行@@，这时@@@@不允许关断@@，一定要等@@到@@器件@@退出饱和@@才允许关断@@IGBT。

大电流@@工作范围是绿色区域@@，短路@@区域@@的@@例子图@@中@@用红绿框框起来的@@部分@@@@，这时@@@@电流大@@，并且器件@@退出了@@饱和@@区@@，反向@@工作安全区@@，电流不能超过@@RBSOA的@@规定值@@@@，关断开始时@@刻器件@@是饱和@@状态@@，这是@@不连续的@@两个区域@@。

原理性解释参考@@：如@@何理解@@IGBT的@@退饱和@@现象以及安全工作区@@

大电流@@和@@短路@@那个更可怕@@？

为@@了@@说明问题@@，我们出一道计算@@题@@：

大电流@@

给@@IGBT一个电感负载@@，红色的@@电感电流从@@零开始线性上升@@，100毫秒@@内@@达到@@@@@@2倍@@的@@@@IGBT标称电流@@，蓝色的@@是@@IGBT饱和@@电压@@，Vce=V0+Ic*r，电压是在@@@@Vo基@@础上线性上升@@。

短路@@

把@@IGBT接在@@@@900V直流@@母线上@@，在@@短路@@前的@@初始状态@@，电流已经接近@@2倍@@的@@@@标称电流@@@@，这时@@@@发生短路@@@@，电流快速上升到@@@@6倍@@的@@@@标称电流@@@@，短路@@检测电路在@@@@10us时@@成功关断@@IGBT，关断前的@@母线电压是@@900V,在@@10us内@@，短路@@功率@@是@@6倍@@的@@@@标称电流@@@@乘以@@900V，如@@果以@@600A 1200V为@@例@@，短路@@瞬时@@功率@@为@@@@3.24MW!!!

冷静下来看看积分的@@结@@果@@，100ms内@@IGBT损耗能量是@@0.3Ws*In/A，而@@10us短路@@的@@能量是@@0.054Ws*In/A，谁大谁小@@，大大出乎意料@@。在@@这个@@例子在@@短路@@时@@的@@损耗@@只有@@@@IGBT 100ms电感工况下的@@@@18%。但由于@@由于@@短路@@时@@瞬间电流和@@功率@@非常大@@，结@@温@@会大大超过芯片@@允许的@@工作结@@温@@@@，对@@器件@@的@@物理连接的@@机械应力也很大@@，是个严酷工况@@。参考文@@章@@：功率@@半导体@@@@冷知识@@：IGBT短路@@结@@温@@和@@次数@@。

结@@ 论@@

只要@@IGBT的@@短路@@保护电路和@@系统@@过载保护设计@@合理@@，短路@@不用手发抖@@。

功率@@半导体@@@@冷知识@@：功率@@器件@@的@@功率@@密度@@@@@@

judy — Tue, 31 May 2022 04:03:59 +0000

陈子颖@@，英飞凌工业@@半导体@@@@

功率@@半导体@@@@注@@定要承受大的@@损耗功率@@@@、高温和@@温度@@变化@@。提高@@器件@@和@@系统@@的@@功率@@密度@@@@是功率@@半导体@@@@重要的@@设计@@@@目标@@@@。我们一路追求单位芯片@@面积的@@输出电流能力@@，实现方法是@@：

1.减小导通损耗和@@动态损耗@@

2.减小寄生电感@@，发挥芯片@@的@@开关@@速度@@@@

3.提高@@允许的@@最高工作结@@温@@@@

4.降低结@@到@@壳@@的@@热阻@@Rthjc

芯片@@技术@@的@@发展方向@@是降低导通损耗和@@动态损耗@@。封装@@的@@发展方向@@减小寄生电感@@@@，允许芯片@@快速开关@@而@@不震荡@@；提高@@封装@@工艺@@的@@可靠性@@，提高@@功率@@周次和@@温度@@周次@@，就是@@说提高@@器件@@结@@温@@的@@同时@@也要保证器件@@的@@寿命@@，同时@@要提高@@散热@@能力@@，降低结@@到@@壳@@的@@热阻@@Rthjc。

在@@式子中@@可以看出@@，技术@@的@@进步提高@@了@@@@Tvj，降低了@@@@Rthjc，这样@@就允许器件@@承受更大的@@损耗@@Vce*Ic，也就是@@说@@允许芯片@@上的@@发热量更大@@。

下面做一个有趣的@@对@@比@@，与@@太阳比功率@@密度@@@@。

英飞凌出场的@@是明星产品@@@@：

EconoDUAL™3，FF900R12ME7_B11，

900A 1200V IGBT7。

FF900R12ME7_B11的@@功率@@密度@@@@

第@@一种工况@@：

求解@@FF900R12ME7_B11 IGBT模块在@@管壳@@温度@@@@80度@@下@@，芯片@@的@@功率@@密度@@@@@@。把@@上式变形一下@@：

900A 1200V芯片@@在@@管壳@@温度@@为@@@@80度@@下@@，允许的@@功耗为@@@@1549瓦@@，如@@果在@@直流@@情况下@@，不考虑动态开关@@损耗@@，Ptot=Vcesat*Ic,由于@@饱和@@压降典型@@值@@在@@@@1.7V，这时@@@@器件@@集电极@@电流@@（没有开关@@损耗@@）为@@911A左右@@。

由于@@900A IGBT芯片@@面积大约@@为@@@@6cm²，得出功率@@密度@@为@@@@：2.6*10⁶W/m²，这时@@@@IGBT7的@@芯片@@功率@@密度@@比火柴@@火焰高一个数量级@@@@，比电熨斗功率@@密度@@高@@9个数量级@@！！！

第@@二种工况短路@@@@：

把@@IGBT接在@@@@900V直流@@母线上@@，进行第@@一类短路@@实验@@。短路@@时@@母线电压是@@900V，在@@8us内@@，短路@@电流可达@@3200A以上@@，这时@@@@瞬时@@功率@@高达@@P=900V*3200A=2.88MW!!!

同理算出这时@@@@芯片@@的@@功率@@密度@@@@@@高达@@4.8*10⁹ W/m²，这比太阳表@@面的@@功率@@密度@@@@@@5.0*10⁷W/m²还高@@2个数量级@@！！！

注@@：

1.一根火柴@@的@@质量约@@为@@@@0.065g，木材的@@热值@@约@@为@@@@1.2×107J/kg，假设火苗截面积@@100mm2，火柴@@15秒烧完@@。

2.人@@体运动发热取中@@值@@@@200W，人@@体表@@面积@@按照许文@@生氏公式@@：体表@@面积@@（m2）=0.0061×身高@@（cm）+0.0128×体重@@(kg)-0.1529

IGBT的@@温度@@@@

系统@@设计@@中@@@@IGBT的@@工作结@@温@@普遍高于水的@@沸点@@100℃，设计@@目标@@是@@150℃，瞬态高达@@175℃。在@@氢燃料电池的@@冷却水泵中@@@@，驱动@@器中@@@@IGBT的@@冷却液温可能是@@95度@@，在@@这样@@恶劣工作条件下@@，也要满足车辆的@@行驶公里数和@@使用年@@限@@，对@@IGBT的@@可靠性和@@寿命要求很高@@

高功率@@密度@@的@@挑战@@

由于@@电力电子@@系统@@设计@@中@@@@对@@功率@@半导体@@@@的@@工作温度@@和@@功率@@密度@@要求非常高@@，这对@@于@@芯片@@工艺@@和@@封装@@工艺@@设计@@和@@生产都是很大的@@挑战@@。

焊接层@@

高温和@@大幅的@@壳@@温变化@@，会造成模块焊接层@@的@@机械疲劳而@@分离@@，从@@而@@使得结@@到@@壳@@的@@热阻@@Rthjc，增加@@，进而@@失效@@。

绑定线@@

有了@@对@@比才知道@@IGBT芯片@@的@@功率@@密度@@@@@@如@@此之高@@，现在@@再来研究一下绑定线@@的@@设计@@@@规范@@和@@电流密度@@@@。

在@@模块的@@数据@@手册中@@有一个不太引人@@注@@目的@@参数@@，模块引线电阻@@，即端子到@@芯片@@的@@电阻值@@@@@@RCC’+EE’，这阻值@@对@@于@@小电流模块看起来损耗不算太大@@，但这时@@@@的@@绑定线@@的@@电流密度@@高达@@254A/mm²，远远高于家庭配电规范@@中@@铜线的@@电流密度@@@@6A/mm²。如@@果按照铝线电流密度@@@@2.5A/mm设计@@900A模块的@@引线就需要@@360mm²，这将是一个截面为@@@@60*60mm的@@铝排@@。

如@@此高密度@@的@@电流反复流过绑定线@@@@，会造成绑定线@@机械应力@@，使得绑定线@@开裂等@@机械损伤@@。

绑定线@@一头是连接在@@@@@@IGBT芯片@@的@@金属化层上@@，这是@@3.2um厚的@@@@AlSiCu材料@@，这连接点也是容易造成机械疲劳的@@薄弱环节@@，大的@@结@@温@@变化会造成另一种失效机理是绑定线@@脱落@@。

IGC193T120T8RM 200A 1200V芯片@@的@@数据@@手册@@

封装@@的@@效率@@

模块引线电阻@@，即端子到@@芯片@@的@@电阻值@@@@@@RCC’+EE’，会造成的@@损耗@@，对@@于@@中@@大功率@@@@模块@@是个不小的@@数值@@@@。

EconoDUAL™3 FF900R12ME7模块引线电阻@@，端子到@@芯片@@的@@电阻值@@@@0.8mΩ，900A时@@压降@@0.72V，功耗高达@@648W。

FF900R12ME7电流和@@引线损耗@@

如@@果选择@@PrimePACK™封装@@，其@@最大规格做到@@了@@@@2400A半桥@@，这样@@的@@模块引线电阻@@小很多@@，原因是端子采用@@铜排结@@构@@。FF900R12IE4，900A 1200V模块端子到@@芯片@@的@@电阻值@@@@@@0.3mΩ，900A时@@压降@@0.27V，功耗仅@@243W，只有@@EconoDUAL™3 FF900R12ME7的@@38%。

所以选择器件@@时@@@@，需要考虑不同封装@@的@@特性@@，以满足系统@@需求@@。

结@@论@@@@：

由此@@看来高功率@@密度@@带来的@@主要问题是造成器件@@的@@机械疲劳@@，影响器件@@寿命@@，好在@@这些@@寿命机理是已知的@@@@，是可以用功率@@周次和@@温度@@周次描述@@，器件@@和@@系统@@的@@寿命可以设计@@的@@@@。

为@@了@@在@@风力发电@@，电动汽车@@和@@机车牵引等@@负载变化大的@@应用领域评估器件@@在@@系统@@中@@的@@@@寿命@@，这就需要进一步了@@解器件@@的@@寿命机制和@@设计@@方法@@，英飞凌提供寿命仿真的@@收费服务@@。

功率@@半导体@@@@

2025年@@第@@三代功率@@半导体@@@@产值@@将达@@47.1亿@@美元@@

judy — Fri, 11 Mar 2022 02:11:33 +0000

目前@@最具发展潜力的@@材料@@即为@@具备高功率@@及高频率特性的@@宽禁带@@（Wide Band Gap；WBG）半导体@@，包含碳化硅@@（SiC）与@@氮化镓@@（GaN），主要应用大宗为@@电动车@@@@、快充市场@@@@。

据@@TrendForce集邦@@咨询@@研究推估@@，第@@三代功率@@半导体@@@@产值@@将从@@@@2021年@@的@@@@9.8亿@@美元@@，至@@2025年@@将成长至@@@@47.1亿@@美元@@，年@@复合成长率达@@48%。

Source：TrendForce集邦@@咨询@@

SiC适合高功率@@应用@@，如@@储能@@、风电@@、光伏@@、电动车@@、新能源车等@@对@@电池系统@@具高度@@要求的@@产业@@。

其@@中@@@@，电动车@@备受市场@@关注@@@@，不过@@目前@@市售电动车@@所搭载的@@功率@@半导体@@@@多数为@@硅基@@材料@@@@（Si base），如@@Si IGBT、Si MOSFET，但由于@@电动车@@电池动力系统@@逐步往@@800V以上@@的@@高电压发展@@，相较于@@Si，SiC在@@高压的@@系统@@中@@有更好的@@性能@@体现@@，有望逐步替代部分@@@@Si base设计@@，大幅提高@@汽车性能并优化整车架构@@，预估@@SiC功率@@半导体@@@@至@@@@2025年@@可达@@33.9亿@@美元@@。

GaN适合高频率应用@@，包括@@通讯装置@@，以及用于手机@@、平板@@、笔电的@@快充@@。相较于@@传统快充@@，GaN快充拥有更大的@@功率@@密度@@@@@@，故充电速度@@更快@@，且体积更小便于携带@@，吸引不少@@OEM、ODM业者加入而@@开始高速发展@@，预估@@GaN功率@@半导体@@@@至@@@@2025年@@可达@@13.2亿@@美元@@。

TrendForce集邦@@咨询@@特别提到@@@@，相较传统@@Si base，第@@三代功率@@半导体@@@@衬底@@制造@@难度@@较高且成本较为@@昂贵@@，目前@@在@@各大@@衬底@@供应商的@@开发下@@，包括@@Wolfspeed、II-VI、Qromis等@@业者陆续扩增产能@@，并将@@在@@@@2022下半年@@量产@@@@8吋衬底@@@@，预期第@@三代功率@@半导体@@@@未来几年@@产值@@仍有成长的@@空间@@。

本文@@转载自@@：TrendForce集邦@@

功率@@半导体@@@@

启方半导体@@@@适用于功率@@半导体@@@@应用的@@@@0.18微米@@高压@@BCD工艺@@开始量产@@@@

judy — Mon, 28 Feb 2022 02:03:06 +0000

韩国唯一一家纯晶圆@@代工厂启方半导体@@@@@@（Key Foundry）今天宣布@@其@@@@0.18微米@@高压@@BCD（双极@@-CMOS-DMOS）工艺@@已经开始量产@@@@。

BCD是一种单片集成工艺@@技术@@@@，它将用于模拟@@信号控制的@@双极@@器件@@@@、用于数字信号控制的@@@@CMOS和@@用于高压处理的@@@@DMOS同时@@制作在@@同一个芯片@@上@@。这种工艺@@适用于各种功率@@半导体@@@@产品@@@@，具有@@高电压@@、高可靠性@@、低电子@@干扰等@@优点@@。近年@@来@@，随着@@电子@@设备系统@@尺寸@@的@@缩小和@@功率@@效率的@@提高@@变得越来越重要@@，对@@合适的@@功率@@半导体@@@@的@@需求也越来越大@@，因此@@对@@@@BCD的@@需求也在@@增加@@@@。

启方半导体@@@@为@@工作电压在@@@@8V至@@150V之间的@@功率@@器件@@@@提供@@0.18微米@@BCD工艺@@。特别是@@100V或@@150V级别的@@高压功率@@器件@@@@，这些@@器件@@适合用来提高@@智能手机或@@笔记本电脑中@@电池充电@@IC的@@性能@@。以使用@@USB-C型连接器的@@电池充电为@@例@@@@，使用之前@@60V BCD工艺@@设计@@的@@充电器@@IC的@@充电功率@@最高可以为@@@@100瓦@@，但如@@果使用的@@是@@150V BCD工艺@@，充电功率@@则可以增加@@到@@@@240瓦@@。这些@@高压器件@@还可用来设计@@大功率@@@@工业@@电机的@@驱动@@@@IC。启方半导体@@@@计划@@在@@下半年@@继续完善其@@高压器件@@技术@@@@，以提供适用于通信@@和@@工业@@设备大功率@@@@电压转换器@@@@IC的@@200V级别的@@高压器件@@@@。

启方半导体@@@@0.18微米@@150V BCD工艺@@提供低导通电阻器件@@@@，以帮助其@@无晶圆@@厂客户在@@提高@@电源效率的@@同时@@缩小芯片@@的@@尺寸@@@@。对@@于@@电源供电控制和@@输出微调@@，启方半导体@@@@还提供可选的@@存储器件@@@@，比如@@@@SRAM（静态随机存取存储器@@）、ROM（只读存储器@@）、MTP（多次可编程存储器@@）和@@OTP（一次性可编程存储器@@）。该@@公司还为@@客户提供电机精密控制所需的@@霍尔传感器器件@@@@，帮助他们实现高性能电机驱动@@@@@@IC的@@设计@@@@。

启方半导体@@@@支持@@无晶圆@@厂客户使用该@@@@BCD工艺@@开发@@并量产@@适用于智能手机@@、笔记本电脑和@@许多家用电器@@的@@快速充电器@@IC、交流@@-直流@@IC、直流@@-直流@@IC、电机驱动@@@@IC和@@以太网@@供电@@（PoE）IC。此外@@，该@@BCD工艺@@还符合国际@@汽车电子@@零部件可靠性测试标准@@AEC-Q100的@@Grade-0规范@@，可用于汽车电机驱动@@@@@@IC、直流@@-直流@@IC和@@LED驱动@@IC。

启方半导体@@@@首席执行官李泰钟@@（Tae Jong Lee）博士表@@示@@@@：“近年@@来@@为@@了@@实现高速电源传输和@@高功率@@效率@@，功率@@半导体@@@@市场@@@@对@@@@100V或@@更高@@电压@@@@BCD工艺@@的@@需求正在@@加大@@。特别是@@，由于@@很少有代工厂使用传统体硅衬底@@硅片提供@@100V或@@更高@@电压@@@@BCD工艺@@，因此@@不再使用@@SOI衬底@@的@@@@0.18微米@@150V BCD工艺@@的@@量产@@有着重要的@@意义@@。启方半导体@@@@将继续开发工艺@@技术@@@@，以满足功率@@半导体@@@@设计@@公司的@@需求@@。”

关于@@启方半导体@@@@@@

启方半导体@@@@总部位于韩国@@，致力于为@@半导体@@公司提供专业的@@模拟@@和@@混合信号代工服务@@，范围涵盖@@消费@@、通信@@、计算@@，汽车和@@工业@@等@@各个行业@@。凭借广泛的@@技术@@组合和@@工艺@@节点@@，启方半导体@@@@具备足够的@@灵活性和@@能力来满足全球@@半导体@@公司不断变化的@@需求@@。有关更多信息@@，请@@访问@@ https://www.key-foundry.com 。

功率@@半导体@@@@电流额定值@@@@@@和@@热设计@@@@@@

judy — Fri, 11 Feb 2022 02:49:01 +0000

1、什么是电流额定值@@@@@@？

电气设备@@（如@@断路器@@@@，电机或@@变压器@@）的@@电流额定值@@@@@@，是指在@@某个电流下@@，器件@@本身达到@@@@的@@温度@@@@可能损害器件@@可靠性和@@功能时@@的@@电流值@@@@。制造@@商虽然知道器件@@材料@@的@@温度@@@@限值@@@@，但是他并不知道使用器件@@时@@的@@环境@@温度@@@@@@。因此@@，他只能假设环境@@温度@@@@@@。这就带来了@@两种后果@@：

每个电流额定值@@@@都与@@环境@@温度@@@@相关@@（环境@@，散热@@器@@，壳@@）。不考虑环境@@温度@@@@而@@讨论@@电流额定值@@@@是无意义的@@@@。

电流额定值@@@@相关的@@温度@@@@可能与@@实际工作条件有关@@，也可能无关@@。如@@果有关@@，电流额定值@@@@可用于指示实际应用中@@器件@@的@@电流能力@@。如@@果器件@@的@@额定值@@是在@@典型@@工作环境@@@@（如@@25ºC）不会遇到@@的@@温度@@@@时@@得出的@@值@@@@，它就无法提供应用中@@实际器件@@能力的@@信息@@。该@@值@@只能用来比较相似器件@@在@@相同温度@@时@@的@@电流额定值@@@@@@@@。

电气设备@@（如@@电机@@，断路器@@）的@@电流额定值@@@@@@由各种协议和@@法规规定@@。其@@它器件@@@@，如@@变压器@@，电阻和@@半导体@@的@@电流额定值@@@@@@都在@@数据@@手册中@@进行了@@定义@@。因此@@，用户必须核实器件@@能否在@@以下条件运行@@：

应用中@@出现最大电流@@时@@@@

最大环境@@温度@@@@时@@@@

未超出数据@@手册中@@规定的@@最高温度@@时@@@@

为@@了@@核实这@@3个要素@@，用户必须进行@@“热设计@@@@”。这可以是一项简单的@@工作@@，或@@者是通过@@复杂的@@有限元分析@@得出结@@论@@@@@@。

此时@@@@，精明的@@读者会意识到@@当他做热设计@@@@时@@@@，就能找出实际应用中@@器件@@的@@电流额定值@@@@@@@@，而@@不需要制造@@商所提供的@@电流额定值@@@@@@@@。制造@@商提供的@@各个电流额定值@@@@仅用于表@@明器件@@的@@能力@@，并缩小选择范围@@。

2、功率@@半导体@@@@电流额定值@@@@@@

热设计@@@@对@@功率@@半导体@@@@非常重要@@，原因如@@下@@：

功率@@半导体@@@@的@@工作电流密度@@极大@@，且结@@温@@和@@环境@@温度@@@@相差极大@@

功率@@半导体@@@@的@@热质量极小@@，且会在@@几毫秒@@之内@@进入热失控@@

因此@@，功率@@半导体@@@@必须进行散热@@处理@@，且设计@@者须负责选择散热@@器@@或@@其@@它冷却方法@@，即进行@@“热设计@@@@”。

3、不间断电流额定值@@@@@@

典型@@的@@功率@@半导体@@@@数据@@手册包含了@@一个或@@多个@@“不间断电流额定值@@@@@@”，通常@@由曲线图@@补充@@，如@@图@@@@1所示@@。这是@@基@@于@@以下假设@@：

功率@@半导体@@@@正在@@导通固定量的@@电流@@（无开关@@损耗@@）

在@@结@@里产生的@@热量流入到@@无限散热@@器@@@@

热源@@和@@壳@@的@@温度@@@@是恒定不变的@@@@。热源@@（结@@）的@@温度@@@@为@@最大值@@@@

图@@ 1.在@@器件@@封装@@所允许的@@限值@@范围内@@时@@@@，不间断电流额定值@@@@@@与@@壳@@温之间的@@函数关系@@(IRLS3036PBF)

在@@以上@@假设下@@，计算@@热值@@的@@方程式可简化为@@@@：

由于@@器件@@制造@@@@商事先不知道使用器件@@时@@的@@热环境@@@@，因此@@他将管壳@@温度@@用作参考点得出了@@电流额定值@@@@@@。

然而@@@@，在@@实际应用中@@@@，需考虑整个热系统@@@@，因此@@以上@@简化方程式转变为@@@@：

其@@中@@@@：

TJ= 结@@温@@

TA= 环境@@温度@@@@

RthJ-C= 结@@到@@壳@@热阻抗@@

RthC-S = 壳@@到@@散热@@器@@热阻抗@@

RthS-A= 散热@@器@@到@@环境@@热阻抗@@

PAV= 平均@@功率@@耗散@@

通常@@，可利用以上@@公式计算@@出半导体@@的@@不间断电流额定值@@@@@@@@。MOSFET有一个独特的@@特性@@：电流和@@功率@@耗散呈平方关系@@。因此@@，通过@@下列公式就可计算@@出电流额定值@@@@@@：

其@@中@@@@RDS(on)是在@@额定@@TJmax时@@的@@导通电阻@@。RthJC 是内@@部结@@到@@壳@@热阻抗@@最大值@@@@，Tc是管壳@@温度@@@@。其@@它功率@@器件@@的@@电流和@@功率@@耗散是非线性的@@关系@@，因此@@必须通过@@迭代过程确定其@@电流额定值@@@@@@。

在@@大多数应用中@@@@，功率@@半导体@@@@的@@管壳@@温度@@高于@@80ºC。因此@@，功率@@器件@@的@@可用不间断直流@@电流适用于@@80°和@@110°C之间的@@任意管壳@@温度@@@@。这样@@，管壳@@温度@@和@@环境@@温度@@@@之间有了@@足够的@@差距@@，散热@@器@@就能处理热传递@@。25°C电流额定值@@@@是第@@一代双极@@晶体管@@JEDEC遗留下来的@@标准值@@@@。

低压@@MOSFET技术@@的@@进步降低了@@@@传导损耗@@，使得封装@@成为@@不间断电流额定值@@@@@@的@@限制因素@@。图@@1描述了@@这一点@@。

4、开关@@模式操作中@@的@@@@电流能力@@

前述讨论@@的@@不间断电流额定值@@@@@@只作为@@一个比较基@@准@@，给@@设计@@者带来的@@直接用途很有限@@，原因如@@下@@：

功率@@晶体管一般运行在@@开关@@模式@@，其@@占空比大大低于@@100％。设计@@者真正感兴趣的@@是在@@实际@@“开关@@”操作情况下的@@载流能力@@

在@@开关@@模式下操作时@@@@，功率@@晶体管产生开关@@损耗@@。必须通过@@计算@@得出这些@@开关@@损耗@@，并将@@其@@添加到@@传导损耗@@

开关@@模式下功率@@器件@@的@@选择取决于浪涌要求@@，而@@非不间断电流额定值@@@@@@和@@载流能力@@

只要@@第@@三节描述@@的@@@@第@@@@2种情况和@@第@@@@3种情况有效@@，我们就可以使用@@基@@本的@@热值@@方程式计算@@出结@@温@@@@。此时@@@@假定我们已知系统@@的@@功率@@耗散和@@热阻抗@@。

通常@@将功率@@耗散分成@@2部分@@：传导损耗和@@开关@@损耗@@。功率@@MOSFET里的@@传导损耗计算@@方法为@@@@Irms2 x RDS(on)。不同波形的@@@@RMS内@@容可在@@附录@@中@@找到@@@@。开关@@损耗可通过@@开关@@波形@@，栅极电荷或@@分析@@方法计算@@出@@。IGBT的@@传导损耗和@@开关@@损耗@@计算@@方法更为@@复杂@@。

第@@3节基@@本方程式中@@的@@@@功率@@指@@“平均@@”功率@@，且只要@@操作频率相对@@于@@系统@@热惯量高@@，结@@果就有效@@。随着@@操作频率上升@@，结@@的@@热质量消除瞬时@@温度@@波动@@，且结@@更多地对@@平均@@功率@@损耗做出响应@@，而@@不是峰值@@功率@@损耗@@。频率高于几千赫兹@@，且占空比大于@@20％时@@，逐周期温度@@波动缩小@@，且峰值@@结@@温@@上升等@@于平均@@功率@@耗散@@乘以@@DC结@@至@@壳@@热阻抗@@，误差在@@一个或@@两个百分点内@@@@。

当操作频率很低时@@@@（几十赫兹@@)，必须计算@@温度@@纹波@@。下面将要讨论@@的@@瞬态热阻抗@@曲线@@描述了@@在@@低频操作时@@如@@何计算@@温度@@纹波@@。

5、脉冲条件下的@@结@@温@@@@

在@@脉冲条件下@@，第@@3节描述@@的@@@@3个假设不再有效@@：

器件@@在@@稳态模式下不再导通电流@@

结@@里产生的@@热量一部分@@到@@系统@@热质量@@，一部分@@到@@环境@@@@

热系统@@的@@各个点处的@@温度@@@@在@@浪涌期间上升@@。

计算@@结@@温@@的@@正确方法需考虑热流的@@三维性质@@，如@@图@@@@2所示@@。通常@@通过@@有限元分析@@完成它@@。由于@@导通电阻和@@温度@@成函数关系@@，功率@@耗散会随着@@时@@间增加@@@@，且在@@分析@@中@@必须考虑采用@@合理的@@功率@@半导体@@@@电气模型@@。

图@@ 2.由于@@热量流向@@三个维度@@@@，因此@@“结@@温@@”只是一个粗略估算值@@@@。结@@和@@热系统@@剩余部分@@的@@不同点温度@@不同@@。

在@@很多应用中@@@@，结@@温@@估算值@@就已足够@@。此时@@@@，有两种方法可以得出该@@估算值@@@@，具体如@@下@@：

瞬态热阻抗@@

瞬态热阻抗@@（或@@者更准确地说@@，叫热响应曲线@@）如@@图@@@@3所示@@，且在@@所有的@@数据@@手册中@@可以查看@@。

图@@3. 瞬态热阻抗@@曲线@@。请@@注@@意@@这是@@@@SPICE仿真的@@热参数@@(IRLS3036PBF)。

该@@曲线提供了@@给@@定时@@段内@@@@（x轴@@）浪涌的@@热反应系数@@@@（y轴@@）。如@@上图@@所示@@@@，热反应系数@@（或@@热阻抗@@）与@@导通时@@间@@t内@@的@@功率@@耗散@@（即导通脉冲内@@的@@功率@@@@，而@@非整个周期内@@的@@平均@@功率@@@@）相乘得出重复性结@@到@@壳@@温峰值@@的@@上升值@@@@。功率@@耗散则可通过@@浪涌期间器件@@两端的@@电压和@@电流计算@@出@@。

请@@注@@意@@对@@于@@长脉冲@@（在@@图@@@@3中@@约@@@@10ms），热反应与@@热阻抗相等@@@@。

在@@有些数据@@手册中@@@@，热反应系数@@归一化为@@@@1。这意味着该@@系数需进一步与@@数据@@手册里的@@热阻抗相乘@@。

瞬态热响应曲线假定恒定的@@管壳@@温度@@@@。这通常@@对@@短于@@1到@@5ms的@@脉冲有效@@，具体脉冲长度@@取决于封装@@的@@热质量@@。对@@于@@更长的@@浪涌脉冲@@，壳@@温开始上升@@，结@@果就不是那么准确了@@@@。在@@空气中@@或@@@@PQFN封装@@下操作@@，壳@@温最多上升@@1毫秒@@，该@@曲线不提供有用的@@信息@@。在@@这些@@情况下@@，必须采用@@有限元分析@@模拟@@整个热系统@@@@。

对@@于@@大多数应用@@（短脉冲和@@显著热质量@@），如@@第@@@@3节描述@@，由于@@TC主要取决于平均@@功率@@耗散@@@@，因此@@它是可计算@@的@@@@。在@@稳态工作条件下@@，将温度@@纹波叠加到@@平均@@管壳@@温度@@@@，得到@@峰值@@结@@温@@绝对@@值@@@@。

当结@@温@@里的@@纹波很明显时@@@@，瞬态热阻抗@@曲线@@可用于计算@@重复率极低的@@功率@@脉冲的@@峰值@@温度@@@@。合理的@@热响应发生在@@@@x轴@@上的@@脉冲宽度@@与@@适当占空比曲线交叉处@@。如@@上所述@@，热响应系数必须与@@脉冲期间的@@功率@@耗散相乘@@，然后再叠加到@@管壳@@温度@@@@。

附录@@ 确定波形@@ID的@@均方根值@@@@（RMS)

MOSFET传导损耗与@@@@RMS漏电流的@@平方成比例@@。电流波形很少是简单的@@正弦曲线或@@矩形@@，这可能在@@计算@@@@IRMS的@@值@@时@@产生一些问题@@。对@@于@@那些可被分割成若干段@@，且能分段计算@@出其@@@@RMS值@@的@@波形@@，可通过@@下列等@@式和@@步骤确定它们的@@@@IRMS。

通过@@下列公式可计算@@出任意波形的@@@@RMS值@@

下图@@显示了@@多个简单的@@波形@@，以及代入上面的@@等@@式可计算@@出@@IRMS的@@公式@@。

如@@果将下面各个图@@中@@的@@@@波形进行组合可以得出大致令人@@满意的@@实际波形@@，则可通过@@下列公式计算@@出波形的@@@@RMS值@@：

两个波形不同时@@等@@于@@0时@@，以上@@内@@容成立@@@@。

文@@章来源@@@@：英飞凌汽车电子@@生态圈@@

东芝@@新建@@300毫米晶圆@@厂@@房@@扩大功率@@@@半导体@@@@产能@@

judy — Fri, 11 Feb 2022 01:59:57 +0000

第@@一阶段的@@生产计划@@将使产能提高@@@@2.5倍@@

东芝@@电子@@@@188足彩外围@@app 及存储装置株式会社@@（“东芝@@”）今天宣布@@将在@@其@@主要的@@分立半导体@@@@生产基@@地@@（石川县的@@加贺东芝@@电子@@@@株式会社@@）新建一座@@300毫米晶圆@@厂@@房@@，用于生产功率@@半导体@@@@@@。厂房建设将分两个阶段进行@@，以便根据@@@@市场@@趋势优化投资步骤@@。第@@一阶段的@@生产计划@@于@@2024财年@@开始@@。当第@@一阶段达到@@@@满负荷生产时@@@@，东芝@@的@@功率@@半导体@@@@产能将达到@@@@@@2021财年@@的@@@@@@2.5倍@@[1]。

功率@@器件@@是管理和@@减少每一种电子@@设备的@@功耗以及实现碳中@@和@@社会的@@重要组成部分@@@@。车辆电气化和@@工业@@设备自动化对@@功率@@器件@@的@@需求不断增长@@，对@@低压@@金属氧化物半导体@@场效应晶体管@@(MOSFET)和@@绝缘栅双极@@晶体管@@@@(IGBT)及其@@他器件@@的@@需求非常强劲@@。到@@目前@@为@@止@@，东芝@@已经提高@@@@200毫米产线的@@产能来满足这一增长的@@需求@@，并将@@300毫米产线的@@投产时@@间从@@@@2023财年@@的@@@@@@上半年@@@@[2]提前至@@@@2022财年@@的@@@@@@下半年@@@@。针对@@新厂的@@整体产能和@@设备投资@@、开始生产@@时@@间@@、生产能力和@@生产计划@@的@@决策将符合市场@@趋势@@。

新工厂将采用@@吸震结@@构@@；加强的@@@@BCP系统@@，包括@@双供电回路@@；以及最新的@@节能生产设备@@，以减少环境@@负担@@。它还将致力于实现@@100%依赖可再生能源的@@@@“RE100”目标@@。新厂还将通过@@引入人@@工智能和@@自动晶圆@@运输系统@@改善产品@@质量和@@生产效率@@。

展望未来@@，东芝@@将通过@@适时@@的@@投资和@@研发来扩大其@@功率@@半导体@@@@业务并提高@@竞争力@@，从@@而@@使其@@能够应对@@快速增长的@@需求@@，并为@@低能耗社会和@@碳中@@和@@做出贡献@@。

注@@释@@：
[1] 200和@@300毫米晶圆@@的@@总产能@@（200毫米当量@@）。
[2] 东芝@@电子@@@@188足彩外围@@app 及存储装置株式会社@@宣布@@对@@功率@@器件@@业务进行重大投资@@
- 准备筹建@@300毫米晶圆@@厂@@ –（2021年@@3月@@10日@@）

https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/company/news/news-topics/2021/03/corporate-20210310-1.html

时@@间表@@@@（计划@@）

施工开始@@：2023年@@春季@@

建设完成@@：2024年@@春季@@

开始生产@@：2024财年@@内@@@@

加贺东芝@@电子@@@@株式会社概况@@

地点@@：1-1, Iwauchi-cho, Nomi-shi, Ishikawa Prefecture, Japan

成立@@：1984年@@12月@@

总裁兼代表@@董事@@：Hideo Tokunaga
雇员@@：约@@1,000人@@（截至@@@@2021年@@9月@@30日@@）

主要产品@@@@：分立半导体@@@@（功率@@半导体@@@@、小信号器件@@和@@光电器件@@@@）

* 公司名@@称@@、产品@@名@@称和@@服务名@@称可能是其@@各自公司的@@商标@@。
* 本金博宝娱乐@@ 稿中@@的@@@@产品@@@@价格和@@规格@@、服务内@@容和@@联系方式等@@信息@@，在@@公告之日@@为@@最新信息@@，但如@@有变更@@，恕不另行通知@@。

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