宽禁带半导体与封装

日期:2018-07-02

作者:Kevin Parmenter现场应用工程,Advanced Energy
 
 

 
把“宽禁带半导体”和“封装”这两个术语放在同一个句子中是有前瞻性的思考和必要的。几年前,我参与了宽禁带半导体器件的新兴阶段。在一次会议上我提到,器件在市场上的成功需要专注于建立一个支持生态和封装技术的创新。当然,我们不相信我们可以把1980年的技术用于没有优化的驱动或控制器方案的下一世纪技术中,并期望在一个季度内实现快速成功和回报。
快进到我们今天的位置,现在需要的是立即发生的事情。氮化镓和碳化硅供应商正在创新,从引脚尺寸到提供令人难以置信的技术,使我们尺寸更接近理想的开关。频率和性能可以增加到前所未闻的水平。所有半导体开关中固有的寄生电容急剧降低,使得器件更易于驱动。早期的制造问题已经得到了很大程度的解决,可靠性有望满足,并且每一天半导体器件都越来越好,包括竞争的硅器件。改进的速度才刚刚开始,所以要注意惊人的创新。
除了较低的电容,GaN没有寄生BJT和没有零反向恢复体二极管。增加开关频率、更好的效率、更低的损耗、更少的部件——更小的滤波器、更小的散热器和启用新拓扑可以转化为更小、更快和更低的总系统成本。碳化硅器件能够实现许多同样功能;然而,通常与硅IGBT和MOSFET相比较电压更高。显然,电子模式的GaN器件将基于客户的喜好和新设计中使用什么来消减共源共栅器件。基本上,如果你没有电子模式,你最好在为时已晚之前得到它。
从引脚、封装创新和进展是惊人的——我们看到,电力电子设计现在就像射频功率设计,使互连和PC板成为电路的一部分。我们现在在芯片级消除了焊线,提高了性能和可靠性,具有更好的电磁干扰性能,提高了热性能。显然,为了实现宽带隙半导体的潜力,需要进行这种创新。
关于封装,我们看到匹配宽带隙器件独特能力需要驱动器令人羡慕的阻抗,同时可编程数字控制IC需要利用开关。我们将看到更多的共同封装以3D封装进入这些模块,建立了生态系统。我们也看到了半导体公司加速设计的参考设计。
对于那些接受挑战并能够通过适应、创新和兑现承诺来面对市场需求的人来说,这是宽禁带和电力电子行业激动人心的时刻。它甚至可能需要在磁设计方面进行一些合作和投资。

订阅我们的通讯!

电子邮件地址