广西快3,广西快3开奖结果查询有限公司欢迎您!
百人会论坛2020伍理勋:车规级功率半导体器件的

百人会论坛2020伍理勋:车规级功率半导体器件的

作者:admin    来源:未知    发布时间:2020-01-15 12:57    浏览量:

  2020年1月10-12日,以控造现象聚焦转型引颈改进为中心,由中国电动汽车百人会经心唆使第六届年度论坛--中国电动汽车百人会论坛(2020)正在北京垂钓台国宾馆正式召开,聚会无间秉持传达巨头讯息、普遍开展磋议、鼓动疏通合营的方向,试图帮帮业界人士梳理判辨家当现象,探究及回应家当闭注的题目,寻找往后3-5年家当调理的对象及道途。

  电动汽车起初是电动化,功率半导体是汽车电动化最重心的器件,咱们说是电动汽车之芯,是完毕能量转换的最重心的部件。以一个车为例,一个撤一台驾御器,用一个六单位的IGBT会用到36个芯片、240个元胞,是一个大的集成器件。咱们说功率半导体的时期都邑讲到芯片和模块,下面的请示思绪也是遵守芯片和模块这个思绪来请示的。

  从IGBT芯片起色示状和起色历程可能看出来,经历多次技艺迭代从此,从平面栅、构槽栅、到慎密构槽栅到逆导结,功能都正在不休擢升和起色历程中。目前咱们看到这几个企业闭连产物代次的关于闭联,这此中网罗中车的产物。

  除了IGBT以表,现正在碳化硅也是目前行业查究的热门,国表里都正在做闭连的技艺查究,咱们与表洋的技艺仍然有代的分歧的,网罗Cree仍然到第三代,中国仍然第一代的秤谌。家当系统方面,表洋6英寸、8英寸,中国大概还正在4英寸的秤谌。芯片以表即是模块。模块即是把芯片封装成一个部件,现正在咱们正在车规级的线上可能看到简略有三种模块形态:第一种圭表模块,第二种是诀别刻板加双面冷却,第三种是集成化组件,都有少许闭连的车企或者零部件公司都有相应的计划。

  圭表模块。咱们看多对比有代表性的即是英飞凌,富士,国内中车也有相应的产物,重要特色即是PinFin组织等。目前的秤谌单模块可能做到100多千瓦的秤谌。其它一个模块技艺门道即是双面冷却技艺门道,重要是可能低落热阻,比通常的工业级模块热阻低30%到50%,平面封装形态可能低落杂散参数、升高牢靠性,下面的图浮现了双面冷却模块起色的技艺门道。

  碳化硅的封装形态,目前简略两种,一个是圭表的TO封装,尚有即是相像于IGBT的封装形态,TO封装和圭表模块封装各有优瑕玷,这里纯洁列了一下,并且可能看到重要的半导体厂家都仍然推出了碳化硅器件,网罗中车。各式功率半导体器正在汽车周围的运用咱们列了一张表,商用车、乘用车、车载便流器大概有差别的运用央求。譬喻说商用车,大局限目前为止仍然平板散热这种格式,乘用车双面冷却和PinFin是重要的技艺门道,电源产物大概更多是TO封装这种形态,来日咱们以为碳化硅、高效散热、集成化是来日重要的技艺门道和对象。

  现正在车规级器件尚有良多技艺难点必要咱们攻下。起初芯片角度,车对芯片的央求,咱们详细有以下三个方面:更低本钱、更高功率密度、更高办事结温,由于这是车的运用境况所裁夺的。

  盘绕办理本钱的题目,重要思绪是把晶圆做到,从4英寸、6英寸,到8英寸、到12英寸,都是低落本钱的办法。大尺寸晶圆可能擢升产物的一律性,以8英寸、12英寸为例,单片数目会添加125%。为了升高功率密度,起初是芯片功能的擢升,到现正在电流才略从最早的200安培/平方厘米,现正在可能到350,来日可能到500。盘绕升高功率密度尚有一种方式,慎密沟槽删技艺做到亚微米级从此,损耗进一步低落,也是升高功率的有用办法。尚有把晶圆做薄,越薄热阻越低、损耗越低,从85uM降到65uM,损耗可能低落20%。

  把芯片集成也可能供给功率密度,寻常明了一个IGBT都邑有一个二极管,咱们把二极管和IGBT连合正在沿道,叫逆导IGBT,还把传感也连合正在沿道,可能低落损耗、升高功率密度,同时也可能升高芯片的智能化水准。

  为了升高IGBT的境况顺应性,升高办事温度也是务必办理的题目,升高温度的顺应性重要两个计划,一个是采用新型的终端资料,其它一个是采用新型器件。

  模块起色速率比芯片的起色速率慢少许,重要面对少许题目,咱们列了两个方面:“电感热组”界限效应的计划题目,尚有热功率密度擢升带来的牢靠性题目。针对这些题目咱们也提出了少许办理计划:第一,机电的计划,重要办理题目是低落热组,同时把参数进一步优化。第二,让芯片的静态、动态的均流性进一步擢升,让温度分散加倍平均。

  其它,升高功率密度带来的牢靠性题目,重要显露正在三个方面:芯片正面的互联线、绑定线的牢靠性,尚有芯片后面焊接的牢靠性,尚有资料的顺应性题目。针对第一个题目,绑定性的牢靠性,咱们现正在重要办理计划是采用平面键合的计划,可能有用的升高结合端子互联的牢靠性。尚有一个计划是正面金属化,通过烧结技艺升高焊接的牢靠性,咱们有一个数据可能让热轮回寿命升高60多万次的秤谌,圭表3万次就可能。尚有一个升高牢靠性的计划柔性互联技艺,可能升高端子的牢靠性。尚有一个计划是银/铜烧结技艺,可能把热组低落25%,牢靠性可能成倍擢升。

  升高IGBT境况顺应性的四个方面,正在灌封资料、导热硅子都正在做相应温度的擢升,能耐受到175度的境况央求。

  其它一个升高牢靠性的计划,升高散热功能。现正在多数采用的计划即是以下两种,一个是直接水冷,其它一个即是双面散热技艺,都可能低落热组、升高产物的牢靠性。

  除了芯片、模块的少许难点以表,正在国内家当化方面也面对少许题目。起初是少许筑造设置、枢纽资料重要依托进口,其它是人才的缺少也是限造技艺提高的一个紧急方面。

  第一,超结技艺。超结IGBT技艺可能比守旧IGBT技艺正在损耗方面进一步低落,同时可能升高MOSFET的耐压功能。

  第二,新型半导体技艺,此中最重要的即是碳化硅的技艺,可能使体例都正在高温、高效、高速下运转,可能进一步优化体例计划参数。

  第四,硅基IGBT和SIC MOSFET连合正在沿道的功率半导体技艺,表面上可能办事正在更高的频率,并且损耗还低。

  中车IGBT查究有十多年的史册,然则半导体的查究有几十年的史册。汽车级IGBT查究是从2010年初阶的,通过这几年研发仍然推出了良多运用于汽车的IGBT。芯片才略从2008年并购Dynex初阶仍然到了第六代。模块封装方面,咱们也做了多种形态,餍足差别境况的央求,网罗半桥、全桥的模块都有,也有相应的双面冷却模块,最大电流可能做到1000安培。产物型谱内部,涵盖了30千瓦到200千瓦的产物需求。

  现正在重要讲几个类型的产物:这个内部叫S2模块,可能开辟出餍足50多千瓦到70千瓦的功率品级,用于A级车以下的乘用车产物,这是咱们相应的IGBT和相应产物的实物图。尚有一个是S3(+)模块,可能做到150千瓦到200千瓦的秤谌。商用车周围咱们也推出了1200V、600A的M1模块和HPD模块,用于了相应的车型。目前为止咱们整个这些产物市情上可能利用的数目,正在咱们内部配套数目胜过5万支IGBT。

  正在碳化硅查究方面,咱们承当了国度的一个项目,现正在仍然开辟出1200V、400A的模块,同时开辟出功率密度仍然做到30.8千瓦的秤谌,这是咱们中期查抄的本质境况。

  总的来说,新能源汽车对IGBT的需求是与时俱进的,正在不休地擢升,对功率密度、牢靠性、本钱方面都提出越来越高的央求。咱们以为IGBT仍然有相当长的人命周期,同时碳化硅起色速率大概会凌驾预期。依托咱们中国新能源汽车大的平台,咱们以为通过行业的协同勤恳,IGBT技艺从扈从到领跑这种超过,广西快3开奖结果查询该当正在大师勤恳下指日可待。

相关新闻推荐

友情链接:

在线客服 :     服务热线: 400-123-5634534     电子邮箱: 634545794@qq.com

...