PCIM Asia | 技术推陈出新,洞悉行业发展方向
日期:2023-09-04
本刊记者:刘洪
PCIM Asia 2023(上海国际电力元件、可再生能源管理展览会暨研讨会)日前在上海隆重举行,它是亚洲电力电子技术发展及在能源效率和智能运动控制领域的综合解决方案的最佳展示平台之一。展会涵盖组件、驱动控制、散热管理和智能系统等,为各类买家提供解决方案。
记者在PCIM Asia 2023上走马观花,浏览了功率半导体、材料、封装等方面的一些头部企业的展位,了解了他们此次带来的各种新技术和新的解决方案,在这里呈现给大家,希望能够以管窥豹,洞悉整个功率半导体行业的发展脉络。
安森美:定义“硬核”科技
安森美在展会期间发表了重磅主题演讲,包括一种碳化硅功率模块的建模和验证、碳化硅加速新一代光储充应用创新、安森美快速DC充电桩方案,帮助与会者快速把握产业新方向。
在展会上,安森美展示了突破性的Elite Power在线仿真工具和PLECS模型自助生成工具。两款产品适用于软/硬开关应用,有助于工程师在开发的早期阶段,通过对复杂电力电子应用进行系统级仿真,获得有价值的参考信息,从而无需耗费成本和时间进行硬件制造和测试,使其工作更加高效。
安森美最近扩展了1200V M3S EliteSiC MOSFET系列的产品,支持更高的开关速度,以适配越来越多的800V电动汽车车载充电器(OBC)和能源基础设施应用,助力电力电子工程师实现更出色的能效和更低系统成本。展示的产品包括1200V M3S EliteSiC和驱动SiC MOSFET的NCP/NCV51561评估套件。
安森美首次在国内展出的第7代IGBT(FS7 IGBT)是一款新颖的1200V器件,具备出类拔萃的性能,开关损耗和导通损耗低,可实现高能效的能源基础设施。Q-DAUL 3模块将FS7 IGBT应用拓展至中等功率工业领域,同时提高电动汽车主驱逆变器的功率密度。
安森美还展示了汽车、能源、工业市场的全系方案与客户应用,包括:用于电动汽车主驱逆变器的VE-Trac系列;用于更高能效智能电源的25kW电动汽车充电桩套件;采用EliteSiC技术实现400V和800V双向充电方案;涵盖光伏和工业自动化市场的功率集成模块(PIM),以及超高密度(UHD)电源方案。
三菱电机:为功率半导体按下“加速键”
作为本届展会的赞助商,三菱电机半导体携变频家电用智能功率模块SLIMDIP-Z™、工业与新能源发电用三电平IGBT模块、新型3.3kV高压SiC-MOSFET模块、下一代电动汽车专用功率模块4款新品及其他涵盖多个电力电子应用领域的14款经典产品全线亮相,以行业发展和应用为导向,全面展示三菱电机功率器件的产品及技术趋势。
为了适应变频家电市场高可靠性、低成本、小型化等应用需求,三菱电机优化了SLIMDIP-Z™内部结构,扩大了RC-IGBT芯片的安装面积并采用了全新的绝缘导热垫片可使热阻降低约40%。SLIMDIP系列封装,帮助设计者缩短开发时间帮助,实现更简单、更小型的家用电器逆变系统。
在工业与新能源行业,本次展示的这款工业与新能源发电用三电平IGBT模块,采用了T型三电平拓扑。半桥部分采用了1200V第7代IGBT,而交流开关部分采用了650V第7代IGBT。
在轨道牵引行业,继3.3kV/185A、3.3kV/375A和3.3kV/750A全碳化硅模块之后,三菱电机新开发了一款集成SBD的SiC-MOSFET模块,其规格为3.3kV/800A,它将有助于为铁路、电力系统及大型工业变流系统提供更大功率密度、更高效率和可靠性。
在电动汽车行业,三菱电机正在开发下一代电动汽车专用功率模块。该系列模块拥有1300V和750V两个电压等级,分别采用SiC MOSFET和RC-IGBT芯片技术。该系列模块采用三菱电机擅长的压注模工艺。在保证可靠性的同时,大大提升生产效率。
罗姆:主推碳化硅和氮化镓解决方案
罗姆聚焦碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽禁带半导体,展示了面向工业设备和汽车领域的丰富产品阵容及解决方案。采用世界先进的碳化硅为核心的功率元器件技术,以及充分发挥其性能的控制IC和模块技术,罗姆在提供电源解决方案的同时,为工业设备和汽车领域的节能化、小型化赋能。
罗姆的碳化硅技术优势由来已久,在碳化硅功率元器件和模块的开发领域处于先进地位,其碳化硅器件拥有低导通电阻特性以及出色的高温、高频和高压性能,已成为下一代低损耗半导体可行的理想选择。
罗姆先进的SiC MOSFET技术实现了业界领先的低导通电阻,大幅减少了开关损耗,支持15V和18V栅极-源极电压,有助于实现汽车逆变器和各种开关电源等各种应用显著的小型化和低功耗。
罗姆第4代SiC MOSFET(SCT4 series)通过进一步改进自创的双沟槽结构,改善了EV牵引逆变器等应用所需的短路耐受时间,与第3代SiC MOSFET相比,通过进一步改进原始的双沟槽结构,在不牺牲短路耐受时间的情况下,导通电阻降低约40%,为业内超低级别;开关损耗亦可降低约50%。新一代产品有助于提高电动汽车、数据中心、基站和智能电网等高电压和大容量应用的便利性和功率转换效率。
GaN HEMT作为一种非常有助于提高功率转换效率和实现器件小型化的器件被寄予厚望。2022年,罗姆将栅极耐压高达8V的150V耐压GaN HEMT投入量产;2023年3月,又确立了能够更大程度地发挥出GaN性能的控制IC技术。近期,为助力各种电源系统的效率提升和小型化,罗姆推出了器件性能达到业界超高水平的650V耐压GaN HEMT。
此外,罗姆还结合自身功率电子和模拟两大核心技术优势,推出了EcoGaN™ Power Stage IC“BM3G0xxMUV-LB”。该产品集GaN HEMT和栅极驱动器于一体,使GaN器件可轻松安装在服务器和AC适配器当中,减少这些应用等的功率损耗和体积。
在面向电动汽车及工业设备的高性能解决方案方面,罗姆展示的BM611x系列采用独创的微细加工工艺开发的片上变压器,实现了小型、内置绝缘元件的栅极驱动器。罗姆还展示了针对各种外接交流电源的AC-DC转换器IC产品系列(650V、800V、1700V),利用准谐振操作可实现软开关,有助于保持较低的EMI,以实现性能更高的系统。
东芝:聚焦四大领域大功率应用
东芝在本次展会上重点展出了:双栅极RC-IEGT、东芝大功率器件IEGT、IEGT PPI Stack、全碳化硅模块、智能功率器件、车载分立器件和分立器件封装产品线。这些产品和解决方案广泛应用于风力发电、牵引、电力输配电和工业变频器四大领域。
在分立器件方面,东芝展示了高效节能功率MOSFET,包括低压系列U-MOS和高压系列DTMOS。技术上,东芝的U-MOS9-H和U-MOS10-H采用沟道工艺,栅极的垂直沟道U型结构可以提高集成密度,降低导通电阻;DTMOS5和DTMOS6采用超级结工艺,P层的垂直构造工艺使东芝的系列产品可以在拥有高耐压的同时保持低导通电阻的性能。另外,通过应用单层外延的工艺技术,得益于精简的几何构造及生产过程,DTMOS6可以实现高性能、高效率。
东芝的高可靠性、节能、省空间的光电器件包括光耦和光继电器。由于采用了新的LED技术,并利用高性能的检测芯片来估算光衰,使光耦具备使用寿命长、可靠性高,以及能够在高温条件下使用的特点。
东芝大功率器件IEGT采用高耐压技术和低损耗技术(SiC元器件等),已经为柔直输配电作出了贡献,适用范围包括能源链中的:发电、输配电和应用端。东芝的压接式封装IEGT(PPI)内部采用电流、电压均等分布的排列方式,装有多个IEGT芯片。
在碳化硅方面,东芝的碳化硅MOSFET分立器件具有低损耗易设计的特点,应用范围包括充电桩、新能源发电、电机和数据中心等。其中第二代产品已经量产,第三代产品已开始提供工程样品。
碳化硅MOS模块方面,目前已推出1200V/600、1700V/400、3300V/800A全碳化硅MOSFET模块的商业样品;1700V/250A、2200V/250A和部分3300V /800A产品为工程样品。
东芝搭载SiC SBD的混合模块可满足电力机车驱动控制系统尺寸小、重量轻、节能的要求,可大幅度降低损耗,适用于新型轨道交通的逆变系统。
英飞凌:创新推动低碳化和数字化
本次PCIM Asia上,英飞凌以“推动低碳化和数字化”为主旨,展示其在功率半导体和宽禁带技术方面的最新解决方案如何赋能绿色低碳化和数字化转型。英飞凌的“绿色能源与工业”、“电动交通和电动出行”、“智能家居”三大主题展区多维度、全方位地展示了其涵盖电力电子全产业链的众多创新产品、高能效解决方案和本土客户应用案例。
在绿色能源与工业展区,英飞凌重点展出的亮点产品和解决方案包括能够满足风电市场对高可靠性、高功率密度和更长使用寿命要求的PrimePACK™3+ .XT增强型模块;用于光伏发电的2000V 60A EasyPACK™ CoolSiC™ MOSFET 3B碳化硅模块;还有光伏组串逆变器用三路45A三电平Boost MPPT模块。
英飞凌的MOTIX™品牌的新成员160V MOTIX™三相栅极驱动器IC(6ED2742),通过可扩展的产品组合提供低压电机控制解决方案。另一款1200V TRENCHSTOP™ IGBT7 H7 TO-247封装分立器件,针对光储、UPS、EV充电器、焊机等应用进行了专门优化,具有更低的开关损耗和导通损耗,完美适配于不需要短路能力的光储等应用。
在电动交通和电动出行展区,英飞凌进行了一系列的技术演示,包括使用英飞凌第二代HybridPACK™ Drive碳化硅功率模块的电机控制器系统演示、T2G-C驾驶舱演示、尾灯以及LED Ring功能演示等。
在智能家居展区,英飞凌重点展示的创新产品和解决方案包括一款新型二氧化碳传感器产品XENSIV™ PAS CO2,这是目前全球体型小的一款基于光声光谱(PAS)原理的二氧化碳传感器。
纳芯微:全面展示光储充、工控和汽车电子解决方案
纳芯微电子围绕光伏、储能、充电桩、工业控制、汽车电子等应用领域,全面展示其在传感器、信号链、电源管理三大方向的创新产品和解决方案,包括电流传感器、数字隔离器、接口、隔离采样、隔离电源、隔离驱动、电机驱动,以及其SiC系列产品等。
纳芯微展示的光储充系统提供一站式半导体解决方案包括:功率器件、驱动、数字隔离器、隔离接口、传感器等丰富的产品组合。其中,纳芯微隔离芯片基于容隔技术路线,相比传统光耦和磁耦,耐压更高、传输速度更快、温度范围更宽,工作寿命更长。在信号调制方式方面,纳芯微采用Adaptive OOK®编码技术,进一步提高了隔离器件抗共模噪声的能力。
纳芯微的SiC功率器件产品具有高耐压、高速开关、低导通电压和高效率等特性,有助于降低能耗并缩小系统尺寸,适用于光储充等高压、大功率应用;其集成式霍尔电流传感器相比传统的霍尔模块,能够减少50%的占板面积,有效缩小系统尺寸。
纳芯微丰富的产品组合可覆盖工业电机、变频器、伺服电机、PLC等工业自动化领域多种应用。此外,纳芯微持续优化自身的产品技术开发能力,以满足不断发展的工控领域需求。除传统的通用产品解决方案之外,纳芯微更可为客户提供系统级创新与多样化的选择。例如:公司使用单颗数字输入(DI)隔离器可替代多颗低速或高速光耦器件,能够有效缩小系统尺寸,简化了系统设计,进而降低成本;为小型化PLC主机与DO模组提供集成式驱动方案,节省DO模块PCB设计面积,支持小尺寸或者名片式DO模组设计。纳芯微将继续为客户提供更多具有前瞻性和实用性的解决方案,助力工业自动化领域的进一步发展。
纳芯微拥有丰富的车规级芯片产品定义、开发和量产经验,并在大量主流整车厂/汽车一级供应商实现批量装车。与此同时,纳芯微不断拓展其汽车应用的产品组合,如应用于汽车主驱电机电流检测的磁电流传感器,同时也在积极开发和验证车规级1200V SiC MOSFET产品。
贺利氏:组装封装材料亮点呈现
贺利氏电子是电子组装和封装材料的领先制造商,致力于为消费电子和电脑周边、汽车、LED、电力电子器件以及通信行业开发复杂的材料解决方案。其核心业务涵盖键合丝、组装材料、厚膜浆料和陶瓷基板等。
此次展示的产品有以下几类,一是Condura™.ultra无银活性金属钎焊(AMB)氮化硅基板。它是一种高性价比、高可靠性的无银活性金属钎焊氮化硅基板,可以将氮化硅基陶瓷与铜箔键合在一起。采用特殊工艺开发的工艺使用新的无银AMB技术来获得高性能氮化硅基板。
二是适用于高性能应用的mAgic烧结银mAgic,贺利氏mAgic烧结银是一种稳定、高效的无铅材料,具有极高的热导率(100W/mk),可确保LED芯片精确定位,适合无压烧结工艺,降低空洞风险,可将电力电子器件的寿命延长10倍。
三是Die Top System(DTS),它能够将键合铜线和烧结工艺完美结合,在显著提升载流及导热能力的同时,大幅提升产品可靠性,还能优化整个模块的性能。此外,DTS还能简化工业化生产,最大程度提高盈利能力,加快新一代功率模块的上市步伐。
另外,CucorAl Plus铝包铜线是一款由铜芯和铝包覆层组成的复合键合线,具有优异的电气和机械性能,可以很方便地取代铝线,为客户现有的功率模块设计带来立竿见影的性能提升。
快克芯装备:突破第三代半导体封装“卡脖子”技术
江苏快克芯装备科技有限公司是快克智能全资子公司,致力于打造半导体封装成套解决方案,积极布局先进封装高端设备领域,实现半导体业务板块做强做大。
依托精密焊接工艺及装备自动化技术的积淀,公司自主研发微纳金属烧结设备、预烧结固晶机、IGBT多功能固晶机、真空焊接炉、甲酸焊接炉及固晶键合AOI,为功率半导体客户提供成套封装设备解决方案。
快克芯装备以“功率半导体封装及高可靠性焊接”为主题,展示了SiC功率器件封装解决方案、IGBT功率模块封装解决方案、分立器件功率器件封装解决方案、塑封功率模块激光打标及去胶设备、功率模块及器件高可靠性焊接等应用场景,助力功率半导体封装量产智造。
据介绍,快克布局的新产品,尤其是纳米银烧结设备用于SiC芯片市场。2023年,快克历时三年开发成功的银烧结工艺设备,突破第三代半导体封装“卡脖子”技术,实现了国产替代,已开放打样,并正在逐步形成订单。上半年第一台已交付使用。
赛米控丹佛斯:电力电子传承经典
赛米控丹佛斯是全球电力电子领域的技术领导者,致力于为汽车、工业和可再生能源等应用提供创新解决方案,帮助世界更高效、更可持续地利用能源,显著降低碳排放—这也是当今世界面临的最大挑战之一。赛米控丹佛斯的产品包括半导体器件、功率模块、模组和系统。
赛米控智能集成功率模块也被称为SKiiP模块,已被验证是一种可靠的电能转换解决方案,具有尺寸紧凑、高度集成的特点。赛米控丹佛斯展示的新一代智能功率模块SKiiP® 7 IPM能在更加紧凑的体积内输出更大的功率,且单位功率密度下的成本更低。SkiiP 7采用简化设计,元件更少,结合了高功率循环能力和环境稳健性;使用数字拓扑结构和定制ASIC的最新驱动器,充分利用了第7代IGBT的优势。它采用模块化设计,拓扑配置灵活,包括三相全桥和半桥配置,功率覆盖150kW到2MW应用。
在展商论坛上,赛米控丹佛斯分享了SKiiP7--为迎接挑战而设计;SEMITRANS20助力未来大功率变换器;创新的车规级SiC功率模块封装技术与材料等精彩内容。
Power Integrations:多款产品亮相展示硬实力
此次展会上Power Integrations展示了高集成、高效率的电源转换、电机驱动,以及工业用和汽车 专用的全新门极驱动解决方案,显示了在功率半导体/器件的全面方案及强硬实力。
SCALE-iFlex™ LT NTC系列IGBT/SiC模块门极驱动器适配流行的100mmx140mm IGBT半桥模块,例如Mitsubishi LV100 和 Infineon XHP 2,以及耐压在2300V以内的碳化硅(SiC)衍生模块;可提供温度传感器(NTC)数据,即对功率模块进行隔离式温度检测,从而实现变换器系统的精确温升管理,确保均流精确性并显著提高整体系统可靠性。
1SP0635V2A0D3300V IGBT模块门极驱动器适配尺寸为190mmx140mm的3300V以内的IHM和IHV IGBT模块。它将Power Integrations成熟可靠的SCALE-2™开关性能和保护特性与可配置的隔离串行输出接口相结合,增强了驱动器的设定灵活性,且能提供全面的遥测报告,以实现准确的寿命估算。应用领域包括轨道牵引逆变器、电网和中压变频器。
汽车电子方面,创新的新型驱动器IC具有非常高的集成度,可使整个驱动板(包括门极电源)的尺寸大小完全适合于功率模块,同时仍能提供符合IEC 60664标准的加强绝缘所需的间距。
InnoSwitch-AQ系列产品包括适用于400V系统的100W输出汽车电源,是一款集成氮化镓或碳化硅高压功率开关的车规电源解决方案,可以实现非常高密度且没有散热片的设计。
富士电机:产品全线出击
IGBT 模块 X 系列:减少电力损耗,利于节能;实现机器的小型化;有助于提高机器的可靠性。
EV、HEV 用 IGBT 模块:采用直接水冷散热器结构、实现了高功率密度和小型封装。
SiC 器件:具有出色的特性,能够实现高耐压、低功耗、高频动作和高温动作,使用 SiC 的功率半导体能够实现大幅节能和安装产品的小型化、轻量化。
电平电源转换电路用 IGBT 模块:与 2 电平模块相比,输出波形近似正弦波,因此可实现 LC 滤波器小型化。另外,开关损耗降低一半,因此效率得以提高。针对太阳能发电、 不间断电源装置等用途。
IPM:内置有包含 IGBT 驱动电路和保护电路的控制 IC,因而容易设计外围电路,从而能够确保系统的高可靠性。适用于 AC 伺服系统,空调机、升降机等。
PIM:将 3 相变频器电路,二极管桥接电路,制动电路集成到 1 个模块上的产品,能够紧凑地设计主电路。分为小型轻量的小容量 PIM 和 EconoPIMTM 的两大类。
分立 IGBT:可适用于 UPS、功率变换器,空调、焊机和 DC/AC 转换器等电路中。
莱姆电子:创新技术和优质产品满足客户多元化需求
莱姆电子(中国)有限公司是瑞士LEM集团在中国的独资公司,LEM集团是全球电量传感器的知名制造者,也是全球电量传感器先导者和51年电量测量解决方案专家,为客户提供创新的技术和高质量的电量测量解决方案。
莱姆电子秉承着“绿色 节能 高效”的品牌理念,积极布局在风电、太阳能、新能源汽车和储能等方向业务,致力于绿色产品的研发。在光伏储能领域,莱姆电子推出了LDSR系列、HMSR系列、LZSR系列等多款智慧传感器产品和前沿技术解决方案,能够帮助光伏设备商不断提升设备效率,有效节约成本。
在充电领域,莱姆电子推出了DCBM系列直流电能表和直流计量解决方案,以创新的技术和优质的产品满足客户的多元化需求,助力充电桩市场往清洁绿色和智能高效的方向大力发展。
中国中车:功率半导体及传感器隆重亮相
此次展会,中车株洲所携多款功率半导体元件及模块、传感器产品隆重亮相,致力于展现中国“芯”的智慧力量,并为清洁能源的变换与高效利用提供领先的传感测量解决方案。
据介绍,新能源汽车IGBT模块及芯片采用中车第七代STMOS超精细沟槽栅芯片,具有高电流密度、低开关损耗、高短路能力等特点;模块采用直接水冷基板,选用高性能导热材料,具有高功率密度特点,满足汽车复杂应用工况需求,该系列产品涵盖340A至1200A电流范围,单模块最大可满足250kW电驱系统需求,产品已大批量应用于新能源电动汽车领域。
新能源发电IGBT模块及芯片采用中车第七代STMOS超精细沟槽栅芯片,具有高电流密度、低开关损耗、高短路能力等特点;采用Cu基板,选用高性能导热材料,具有散热性能好、高电流密度、高可靠性等特点。该系列产品覆盖电流300A至3600A、电压950V至1700V,产品已批量应用于新能源风电、光伏、储能、变频器、SVG、中频感应加热等领域。
轨道交通IGBT模块采用中车第五代TMOS高压沟槽栅芯片,具有低导通压降、软关断特性、裕量大等特点;采用AISiC基板、AIN衬板,具有高热循环能力、高可靠性等特点。可满足车辆频繁自停和长距离可靠性运行的需求,批量应用于电力机车、高速动车组、地铁等轨道交通领域,以及其他大功率变频器装置领域。
电网功率半导体模块是一种压接式IGBT,采用中车第五代TMOS高压沟槽栅芯片,具有低导通压降、低开关损耗、软关断特性等特点;采用银烧结及柔性压接技术,具有高压大容量、高可靠性、高过载能力等特点,可满足远距、大容量的柔性直流输电工程的需求,已批量应用于多个柔性直流输电工程。
SiC芯片采用第三代SiC MOSFET、体二极管续流,电压等级覆盖750V-3300V,比导通电阻最低可到3.2mΩ·cm²。SiC模块采用AlSiC基板设计,高性能导热材料,进一步提高模块功率密度,满足汽车、OBC、DC/DC、光伏、轨道交通等复杂应用工况需求。
展示的传感器产品包括电流传感器和电压传感器两大类,有助于实现精确测量。
Littelfuse:覆盖六大应用领域功率应用
Littelfuse是一家多元化的工业技术制造公司,致力于为可持续发展、互联互通和打造更安全的世界提供动力。凭借覆盖超过20个国家的业务和约18000名全球员工,Littelfuse与客户合作、设计和提供创新、可靠的解决方案。服务超过10万家最终客户,其产品已应用于世界各地的工业、运输和电子终端市场。
Littelfuse中国区全体技术工程师参加了此次展会,与参观者分享了工业电源及自动化控制、新能源汽车及充电桩、可再生能源和电力存储及供应、医疗电子、通讯及数据中心管理和轨道交通六大应用领域近年来与客户合作的成功设计方案。
Littelfuse德国资深技术应用专家Martin Schulz在展会期间的汽车应用研讨会上发表精彩演讲:商用车快速充电——一种类似于电解的兆瓦级充电应用。
陕西开尔文测控:为SiC功率器件保驾护航
陕西开尔文测控技术有限公司是国内自主研发SiC功率器件测试系统;高端大功率新型半导体器件测试系统及测试技术服务的国家级高新技术企业,也是陕西省半导体行业协会理事会会员单位,目前测试系统及测试技术服务已深入国内院校、研究所,涉及航天、航空、兵器、中船、电力设备、电动汽车、轨道交通等领域。尤其是电力设备、电动汽车、轨道交通领域的动力车组和运用大功率半导体器件进行设计、制作等行业,得到了广泛应用。
这次展出的SiC功率器件测试系统具有性价比高、可测试器件种类多且参数齐全、测试精度高、速度快、保护性强、故障率低、软件丰富、操作使用方便的特点。
据介绍,该公司目前有效知识产权46项,其中授权发明专利3项,实用新型专利28件,软件著作权13件,另有2个发明专利目前处于实质审查阶段。在2016年,以《高速特大功率半导体器件IGBT测试系统》列入陕西省科技厅战略性新兴产业重大产品项目,项目编号2016KTCQ01-31。2020年,以《全碳化硅电能变换功率模块测试系统》列入陕西省重点研发计划,项目编号 2020ZDLGY03-06。2021年通过国家工信厅两化融合管理体系认证,2022年通过欧盟认证及国家知识产权贯标体系认证,2023年被评定为陕西省创新型中小企业。
日立:汽车、工业应用并举
在为实现可持续发展社会做出努力的强烈需求下,日立功率半导体致力于以环保的绿色能源和移动出行为全世界人民的幸福提供支持,利用我们特有的低功耗技术半导体产品,为实现低碳绿色社会做出应有的贡献。
日立针对xEV的IGBT模块具有紧凑、高效、长寿命的特点,主要功能包括:新型紧凑型封装,采用铜导线结构和环氧树脂封装以及Side Gate HiGT技术。工业级新产品采用针对牵引应用的下一代标准封装、低热阻铜基板及低电感双封装,具有高耐久性。
安世半导体:先进功率器件引领新能源革命
安世半导体(Nexperia)是总部位于荷兰的拥有悠久历史的领先半导体公司,其器件广泛用于汽车、工业、移动和消费等多个应用领域,年产品出货量超1,000亿件;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。
此次展会,安世半导体展示了氮化镓场效应晶体管(GaN FET)、IGBT模块和IGBT单管等产品。安世半导体的GaN FET可以为为下一代新能源电动车设计的电机驱动/控制器,以及最新5G电信网络设计的电源提供优异的解决方案。这些器件具有高功率性能和高频开关,采用常态关断的GaN FET产品的设计和结构,可确保以低成本的标准栅极驱动器实现应用设计。
目前,绝缘栅双极晶体管(IGBT)已成为最常用电子元器件,可作为马达驱动、光伏、UPS、光储的核心器件。随着全球对可再生能源的日益关注以及对效率的需求,拥有可靠性对于行业保持稳定至关重要竞争。安世半导体的IGBT模块和IGBT单管产品系列针对快速开关和低功耗进行了优化。其庞大的产品组合可满足市场对于高效高压开关器件不断增长的需求以及性能和成本方面的要求。
士兰微:SiC MOSFET汽车主驱模块有望今年量产
杭州士兰微电子股份有限公司是专业从事集成电路芯片设计以及半导体微电子相关产品生产的高新技术企业。
得益于中国电子信息产业的飞速发展,士兰微电子已成为国内最具规模的集成电路芯片设计与制造一体(IDM)的企业之一。士兰微电子建在杭州钱塘区的集成电路芯片生产线目前实际月产出达到22万片,在小于和等于6英寸的芯片制造产能中排在全球第二位。公司8英寸生产线于2017年投产,成为国内第一家拥有8英寸生产线的民营IDM产品公司,8英寸线月产能已达6万片。2022年底,公司12吋特色工艺芯片生产线产能已达6万片/月,先进化合物半导体制造生产线产能已达14万片/月。
公司目前的产品和研发投入主要集中在功率半导体和半导体化合物器件、功率驱动与控制系统、MEMS传感器、ASIC产品、光电产品等五个领域,在多个技术领域保持了国内领先的地位,如绿色电源芯片技术、MEMS传感器技术、LED照明和屏显技术、高压智能功率模块技术、第三代功率半导体器件技术、数字音视频技术等。同时利用公司在多个芯片设计领域的积累,为客户提供针对性的芯片产品系列和系统性的应用解决方案,广泛应用于汽车、新能源、安防、工业、白电、笔电、手机、通讯、电力电子等行业。
士兰微本次携高能效IGBT器件、高压大功率模块、高功率SiC器件等系列产品亮相展会。士兰微针对光伏、汽车等应用的SiC产品系列具有更高的参数一致性,更低的失效不良率,从而满足高端客户需求。据了解,其SiC MOSFET汽车主驱模块已通过部分客户测试,有望在今年实现批量生产和交付。
士兰微的高功率SiC器件适用于光伏、汽车等领域,据介绍士兰微针对光伏、汽车等应用的产品系列具有更高的参数一致性,更低的失效不良率,从而满足高端客户需求。其中SCDP120R013N2P4B采用TO247-4L封装的1200V、13.5mΩ的SiC MOSFET基于第二代平面工艺,提供了业界低的开关损耗和高的品质因数,适用于电动汽车的快速充电器和高压DC/DC转换器等场景。
SGTP140V120FDB7PW4采用TO247P-4L封装的1200V、140A的IGBT基于FS5+系列工艺,高功率密度的工艺使其额定电流达到140A,具有低导通损耗和开关损耗的特点。主要满足绿色低碳场景,如太阳能光伏,不间断电源等。
赛晶科技:车规级HEEV封装SiC模块正式发布
在PCIM Asia展的电力电子应用论坛中,赛晶半导体正式发布车规级HEEV封装SiC模块,并做主题报告《高效高可靠新型封装车规级SiC功率模块》。
为电动汽车应用量身定做的HEEV封装SiC模块,导通阻抗低至1.8mΩ(@25℃),可用于高达250kW电驱系统,并满足电动汽车驱动系统对高功率、小型化和高可靠性功率的需求。
还展示了赛晶半导体第二款SiC模块– EVD封装SiC模块。该款产品,采用乘用车领域普遍采用的全桥封装。通过内部优化设计,具有出色的性能表现。与业界头部企业相同规格封装模块对比,赛晶EVD封装SiC模块的导通电阻低10%至30%,连接阻抗低33%,开关损耗相近或者更低(相同开关速度)。
HEEV封装SiC模块,既是赛晶半导体面向乘用车市场的第一款专用模块产品,也是赛晶半导体的第一款SiC模块产品,具有重要的里程碑意义。电动汽车市场一直是赛晶半导体高度重视的领域。随着HEEV封装SiC模块的推出,和EVD封装SiC模块顺利推进,赛晶半导体将完善在电动汽车领域的产品布局,并力争为中国电动汽车产业的腾飞做出贡献。
国基南方:打造三代半导体SiC技术能力体系
国基南方致力于基于三代半导体(SiC)技术能力体系,已建成自主6英寸SiC芯片和功率模块批量生产线。SiC器件和模块系列产品在新能源汽车及充电装置应用、光伏与风力发电、轨道交通、输变电系统等领域实现批量应用,市场占有率国内领先。
据介绍,国基南方依托国家级创新平台,基于三代半导体SiC技术能力体系,在国内率先建立自主的国际先进水平6英寸SiC芯片工艺平台,持续对接新能源汽车厂商应用需求,650V-1700VSiCMOSFET系列器件及功率模块在国内率先实现批量应用,促进低碳数字经济发展和能源结构升级。
硅功率器件方面,国基南方建立硅功率芯片(SBD/FRED/TMBS/VDMOS等)数十亿只年产能力,600V-1700V中高压FRED特色产品细分市场占有率国内第一,在充电桩、车载充电、电机驱动等领域实现批量应用。
青铜剑:主推功率器件门极驱动及产线测试设备
青铜剑展示的自主研发的功率器件门极部动芯片具备低传输延迟、高CMTI、更大的驱动电流特点,同时集成米勒钳位、电源欠电压保护、功率器件短路检测保护和故障反馈功能。可针对充电桩、光伏逆变器、车载OBC、光储一体机等应用,提供高性能的SiC MOSFET、SI IGBT、GaN HEMT、SI MOSFET驱动解决方案。
该公司还展示了功率半导体器件产线测试设备,可以为IGBT、SiC等功率半导体器件提供全套功率测试解决方案,可高效实现从晶圆级到最终产品的ISO、DC、AC等全套测试,测试过程全自动化,并配置丰富的测试接口,满足不同器件测试对测试机的要求。
PCIM Asia 2023(上海国际电力元件、可再生能源管理展览会暨研讨会)日前在上海隆重举行,它是亚洲电力电子技术发展及在能源效率和智能运动控制领域的综合解决方案的最佳展示平台之一。展会涵盖组件、驱动控制、散热管理和智能系统等,为各类买家提供解决方案。
记者在PCIM Asia 2023上走马观花,浏览了功率半导体、材料、封装等方面的一些头部企业的展位,了解了他们此次带来的各种新技术和新的解决方案,在这里呈现给大家,希望能够以管窥豹,洞悉整个功率半导体行业的发展脉络。
安森美:定义“硬核”科技
安森美在展会期间发表了重磅主题演讲,包括一种碳化硅功率模块的建模和验证、碳化硅加速新一代光储充应用创新、安森美快速DC充电桩方案,帮助与会者快速把握产业新方向。
在展会上,安森美展示了突破性的Elite Power在线仿真工具和PLECS模型自助生成工具。两款产品适用于软/硬开关应用,有助于工程师在开发的早期阶段,通过对复杂电力电子应用进行系统级仿真,获得有价值的参考信息,从而无需耗费成本和时间进行硬件制造和测试,使其工作更加高效。
安森美最近扩展了1200V M3S EliteSiC MOSFET系列的产品,支持更高的开关速度,以适配越来越多的800V电动汽车车载充电器(OBC)和能源基础设施应用,助力电力电子工程师实现更出色的能效和更低系统成本。展示的产品包括1200V M3S EliteSiC和驱动SiC MOSFET的NCP/NCV51561评估套件。
安森美首次在国内展出的第7代IGBT(FS7 IGBT)是一款新颖的1200V器件,具备出类拔萃的性能,开关损耗和导通损耗低,可实现高能效的能源基础设施。Q-DAUL 3模块将FS7 IGBT应用拓展至中等功率工业领域,同时提高电动汽车主驱逆变器的功率密度。
安森美还展示了汽车、能源、工业市场的全系方案与客户应用,包括:用于电动汽车主驱逆变器的VE-Trac系列;用于更高能效智能电源的25kW电动汽车充电桩套件;采用EliteSiC技术实现400V和800V双向充电方案;涵盖光伏和工业自动化市场的功率集成模块(PIM),以及超高密度(UHD)电源方案。
三菱电机:为功率半导体按下“加速键”
作为本届展会的赞助商,三菱电机半导体携变频家电用智能功率模块SLIMDIP-Z™、工业与新能源发电用三电平IGBT模块、新型3.3kV高压SiC-MOSFET模块、下一代电动汽车专用功率模块4款新品及其他涵盖多个电力电子应用领域的14款经典产品全线亮相,以行业发展和应用为导向,全面展示三菱电机功率器件的产品及技术趋势。
为了适应变频家电市场高可靠性、低成本、小型化等应用需求,三菱电机优化了SLIMDIP-Z™内部结构,扩大了RC-IGBT芯片的安装面积并采用了全新的绝缘导热垫片可使热阻降低约40%。SLIMDIP系列封装,帮助设计者缩短开发时间帮助,实现更简单、更小型的家用电器逆变系统。
在工业与新能源行业,本次展示的这款工业与新能源发电用三电平IGBT模块,采用了T型三电平拓扑。半桥部分采用了1200V第7代IGBT,而交流开关部分采用了650V第7代IGBT。
在轨道牵引行业,继3.3kV/185A、3.3kV/375A和3.3kV/750A全碳化硅模块之后,三菱电机新开发了一款集成SBD的SiC-MOSFET模块,其规格为3.3kV/800A,它将有助于为铁路、电力系统及大型工业变流系统提供更大功率密度、更高效率和可靠性。
在电动汽车行业,三菱电机正在开发下一代电动汽车专用功率模块。该系列模块拥有1300V和750V两个电压等级,分别采用SiC MOSFET和RC-IGBT芯片技术。该系列模块采用三菱电机擅长的压注模工艺。在保证可靠性的同时,大大提升生产效率。
罗姆:主推碳化硅和氮化镓解决方案
罗姆聚焦碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽禁带半导体,展示了面向工业设备和汽车领域的丰富产品阵容及解决方案。采用世界先进的碳化硅为核心的功率元器件技术,以及充分发挥其性能的控制IC和模块技术,罗姆在提供电源解决方案的同时,为工业设备和汽车领域的节能化、小型化赋能。
罗姆的碳化硅技术优势由来已久,在碳化硅功率元器件和模块的开发领域处于先进地位,其碳化硅器件拥有低导通电阻特性以及出色的高温、高频和高压性能,已成为下一代低损耗半导体可行的理想选择。
罗姆先进的SiC MOSFET技术实现了业界领先的低导通电阻,大幅减少了开关损耗,支持15V和18V栅极-源极电压,有助于实现汽车逆变器和各种开关电源等各种应用显著的小型化和低功耗。
罗姆第4代SiC MOSFET(SCT4 series)通过进一步改进自创的双沟槽结构,改善了EV牵引逆变器等应用所需的短路耐受时间,与第3代SiC MOSFET相比,通过进一步改进原始的双沟槽结构,在不牺牲短路耐受时间的情况下,导通电阻降低约40%,为业内超低级别;开关损耗亦可降低约50%。新一代产品有助于提高电动汽车、数据中心、基站和智能电网等高电压和大容量应用的便利性和功率转换效率。
GaN HEMT作为一种非常有助于提高功率转换效率和实现器件小型化的器件被寄予厚望。2022年,罗姆将栅极耐压高达8V的150V耐压GaN HEMT投入量产;2023年3月,又确立了能够更大程度地发挥出GaN性能的控制IC技术。近期,为助力各种电源系统的效率提升和小型化,罗姆推出了器件性能达到业界超高水平的650V耐压GaN HEMT。
此外,罗姆还结合自身功率电子和模拟两大核心技术优势,推出了EcoGaN™ Power Stage IC“BM3G0xxMUV-LB”。该产品集GaN HEMT和栅极驱动器于一体,使GaN器件可轻松安装在服务器和AC适配器当中,减少这些应用等的功率损耗和体积。
在面向电动汽车及工业设备的高性能解决方案方面,罗姆展示的BM611x系列采用独创的微细加工工艺开发的片上变压器,实现了小型、内置绝缘元件的栅极驱动器。罗姆还展示了针对各种外接交流电源的AC-DC转换器IC产品系列(650V、800V、1700V),利用准谐振操作可实现软开关,有助于保持较低的EMI,以实现性能更高的系统。
东芝:聚焦四大领域大功率应用
东芝在本次展会上重点展出了:双栅极RC-IEGT、东芝大功率器件IEGT、IEGT PPI Stack、全碳化硅模块、智能功率器件、车载分立器件和分立器件封装产品线。这些产品和解决方案广泛应用于风力发电、牵引、电力输配电和工业变频器四大领域。
在分立器件方面,东芝展示了高效节能功率MOSFET,包括低压系列U-MOS和高压系列DTMOS。技术上,东芝的U-MOS9-H和U-MOS10-H采用沟道工艺,栅极的垂直沟道U型结构可以提高集成密度,降低导通电阻;DTMOS5和DTMOS6采用超级结工艺,P层的垂直构造工艺使东芝的系列产品可以在拥有高耐压的同时保持低导通电阻的性能。另外,通过应用单层外延的工艺技术,得益于精简的几何构造及生产过程,DTMOS6可以实现高性能、高效率。
东芝的高可靠性、节能、省空间的光电器件包括光耦和光继电器。由于采用了新的LED技术,并利用高性能的检测芯片来估算光衰,使光耦具备使用寿命长、可靠性高,以及能够在高温条件下使用的特点。
东芝大功率器件IEGT采用高耐压技术和低损耗技术(SiC元器件等),已经为柔直输配电作出了贡献,适用范围包括能源链中的:发电、输配电和应用端。东芝的压接式封装IEGT(PPI)内部采用电流、电压均等分布的排列方式,装有多个IEGT芯片。
在碳化硅方面,东芝的碳化硅MOSFET分立器件具有低损耗易设计的特点,应用范围包括充电桩、新能源发电、电机和数据中心等。其中第二代产品已经量产,第三代产品已开始提供工程样品。
碳化硅MOS模块方面,目前已推出1200V/600、1700V/400、3300V/800A全碳化硅MOSFET模块的商业样品;1700V/250A、2200V/250A和部分3300V /800A产品为工程样品。
东芝搭载SiC SBD的混合模块可满足电力机车驱动控制系统尺寸小、重量轻、节能的要求,可大幅度降低损耗,适用于新型轨道交通的逆变系统。
英飞凌:创新推动低碳化和数字化
本次PCIM Asia上,英飞凌以“推动低碳化和数字化”为主旨,展示其在功率半导体和宽禁带技术方面的最新解决方案如何赋能绿色低碳化和数字化转型。英飞凌的“绿色能源与工业”、“电动交通和电动出行”、“智能家居”三大主题展区多维度、全方位地展示了其涵盖电力电子全产业链的众多创新产品、高能效解决方案和本土客户应用案例。
在绿色能源与工业展区,英飞凌重点展出的亮点产品和解决方案包括能够满足风电市场对高可靠性、高功率密度和更长使用寿命要求的PrimePACK™3+ .XT增强型模块;用于光伏发电的2000V 60A EasyPACK™ CoolSiC™ MOSFET 3B碳化硅模块;还有光伏组串逆变器用三路45A三电平Boost MPPT模块。
英飞凌的MOTIX™品牌的新成员160V MOTIX™三相栅极驱动器IC(6ED2742),通过可扩展的产品组合提供低压电机控制解决方案。另一款1200V TRENCHSTOP™ IGBT7 H7 TO-247封装分立器件,针对光储、UPS、EV充电器、焊机等应用进行了专门优化,具有更低的开关损耗和导通损耗,完美适配于不需要短路能力的光储等应用。
在电动交通和电动出行展区,英飞凌进行了一系列的技术演示,包括使用英飞凌第二代HybridPACK™ Drive碳化硅功率模块的电机控制器系统演示、T2G-C驾驶舱演示、尾灯以及LED Ring功能演示等。
在智能家居展区,英飞凌重点展示的创新产品和解决方案包括一款新型二氧化碳传感器产品XENSIV™ PAS CO2,这是目前全球体型小的一款基于光声光谱(PAS)原理的二氧化碳传感器。
纳芯微:全面展示光储充、工控和汽车电子解决方案
纳芯微电子围绕光伏、储能、充电桩、工业控制、汽车电子等应用领域,全面展示其在传感器、信号链、电源管理三大方向的创新产品和解决方案,包括电流传感器、数字隔离器、接口、隔离采样、隔离电源、隔离驱动、电机驱动,以及其SiC系列产品等。
纳芯微展示的光储充系统提供一站式半导体解决方案包括:功率器件、驱动、数字隔离器、隔离接口、传感器等丰富的产品组合。其中,纳芯微隔离芯片基于容隔技术路线,相比传统光耦和磁耦,耐压更高、传输速度更快、温度范围更宽,工作寿命更长。在信号调制方式方面,纳芯微采用Adaptive OOK®编码技术,进一步提高了隔离器件抗共模噪声的能力。
纳芯微的SiC功率器件产品具有高耐压、高速开关、低导通电压和高效率等特性,有助于降低能耗并缩小系统尺寸,适用于光储充等高压、大功率应用;其集成式霍尔电流传感器相比传统的霍尔模块,能够减少50%的占板面积,有效缩小系统尺寸。
纳芯微丰富的产品组合可覆盖工业电机、变频器、伺服电机、PLC等工业自动化领域多种应用。此外,纳芯微持续优化自身的产品技术开发能力,以满足不断发展的工控领域需求。除传统的通用产品解决方案之外,纳芯微更可为客户提供系统级创新与多样化的选择。例如:公司使用单颗数字输入(DI)隔离器可替代多颗低速或高速光耦器件,能够有效缩小系统尺寸,简化了系统设计,进而降低成本;为小型化PLC主机与DO模组提供集成式驱动方案,节省DO模块PCB设计面积,支持小尺寸或者名片式DO模组设计。纳芯微将继续为客户提供更多具有前瞻性和实用性的解决方案,助力工业自动化领域的进一步发展。
纳芯微拥有丰富的车规级芯片产品定义、开发和量产经验,并在大量主流整车厂/汽车一级供应商实现批量装车。与此同时,纳芯微不断拓展其汽车应用的产品组合,如应用于汽车主驱电机电流检测的磁电流传感器,同时也在积极开发和验证车规级1200V SiC MOSFET产品。
贺利氏:组装封装材料亮点呈现
贺利氏电子是电子组装和封装材料的领先制造商,致力于为消费电子和电脑周边、汽车、LED、电力电子器件以及通信行业开发复杂的材料解决方案。其核心业务涵盖键合丝、组装材料、厚膜浆料和陶瓷基板等。
此次展示的产品有以下几类,一是Condura™.ultra无银活性金属钎焊(AMB)氮化硅基板。它是一种高性价比、高可靠性的无银活性金属钎焊氮化硅基板,可以将氮化硅基陶瓷与铜箔键合在一起。采用特殊工艺开发的工艺使用新的无银AMB技术来获得高性能氮化硅基板。
二是适用于高性能应用的mAgic烧结银mAgic,贺利氏mAgic烧结银是一种稳定、高效的无铅材料,具有极高的热导率(100W/mk),可确保LED芯片精确定位,适合无压烧结工艺,降低空洞风险,可将电力电子器件的寿命延长10倍。
三是Die Top System(DTS),它能够将键合铜线和烧结工艺完美结合,在显著提升载流及导热能力的同时,大幅提升产品可靠性,还能优化整个模块的性能。此外,DTS还能简化工业化生产,最大程度提高盈利能力,加快新一代功率模块的上市步伐。
另外,CucorAl Plus铝包铜线是一款由铜芯和铝包覆层组成的复合键合线,具有优异的电气和机械性能,可以很方便地取代铝线,为客户现有的功率模块设计带来立竿见影的性能提升。
快克芯装备:突破第三代半导体封装“卡脖子”技术
江苏快克芯装备科技有限公司是快克智能全资子公司,致力于打造半导体封装成套解决方案,积极布局先进封装高端设备领域,实现半导体业务板块做强做大。
依托精密焊接工艺及装备自动化技术的积淀,公司自主研发微纳金属烧结设备、预烧结固晶机、IGBT多功能固晶机、真空焊接炉、甲酸焊接炉及固晶键合AOI,为功率半导体客户提供成套封装设备解决方案。
快克芯装备以“功率半导体封装及高可靠性焊接”为主题,展示了SiC功率器件封装解决方案、IGBT功率模块封装解决方案、分立器件功率器件封装解决方案、塑封功率模块激光打标及去胶设备、功率模块及器件高可靠性焊接等应用场景,助力功率半导体封装量产智造。
据介绍,快克布局的新产品,尤其是纳米银烧结设备用于SiC芯片市场。2023年,快克历时三年开发成功的银烧结工艺设备,突破第三代半导体封装“卡脖子”技术,实现了国产替代,已开放打样,并正在逐步形成订单。上半年第一台已交付使用。
赛米控丹佛斯:电力电子传承经典
赛米控丹佛斯是全球电力电子领域的技术领导者,致力于为汽车、工业和可再生能源等应用提供创新解决方案,帮助世界更高效、更可持续地利用能源,显著降低碳排放—这也是当今世界面临的最大挑战之一。赛米控丹佛斯的产品包括半导体器件、功率模块、模组和系统。
赛米控智能集成功率模块也被称为SKiiP模块,已被验证是一种可靠的电能转换解决方案,具有尺寸紧凑、高度集成的特点。赛米控丹佛斯展示的新一代智能功率模块SKiiP® 7 IPM能在更加紧凑的体积内输出更大的功率,且单位功率密度下的成本更低。SkiiP 7采用简化设计,元件更少,结合了高功率循环能力和环境稳健性;使用数字拓扑结构和定制ASIC的最新驱动器,充分利用了第7代IGBT的优势。它采用模块化设计,拓扑配置灵活,包括三相全桥和半桥配置,功率覆盖150kW到2MW应用。
在展商论坛上,赛米控丹佛斯分享了SKiiP7--为迎接挑战而设计;SEMITRANS20助力未来大功率变换器;创新的车规级SiC功率模块封装技术与材料等精彩内容。
Power Integrations:多款产品亮相展示硬实力
此次展会上Power Integrations展示了高集成、高效率的电源转换、电机驱动,以及工业用和汽车 专用的全新门极驱动解决方案,显示了在功率半导体/器件的全面方案及强硬实力。
SCALE-iFlex™ LT NTC系列IGBT/SiC模块门极驱动器适配流行的100mmx140mm IGBT半桥模块,例如Mitsubishi LV100 和 Infineon XHP 2,以及耐压在2300V以内的碳化硅(SiC)衍生模块;可提供温度传感器(NTC)数据,即对功率模块进行隔离式温度检测,从而实现变换器系统的精确温升管理,确保均流精确性并显著提高整体系统可靠性。
1SP0635V2A0D3300V IGBT模块门极驱动器适配尺寸为190mmx140mm的3300V以内的IHM和IHV IGBT模块。它将Power Integrations成熟可靠的SCALE-2™开关性能和保护特性与可配置的隔离串行输出接口相结合,增强了驱动器的设定灵活性,且能提供全面的遥测报告,以实现准确的寿命估算。应用领域包括轨道牵引逆变器、电网和中压变频器。
汽车电子方面,创新的新型驱动器IC具有非常高的集成度,可使整个驱动板(包括门极电源)的尺寸大小完全适合于功率模块,同时仍能提供符合IEC 60664标准的加强绝缘所需的间距。
InnoSwitch-AQ系列产品包括适用于400V系统的100W输出汽车电源,是一款集成氮化镓或碳化硅高压功率开关的车规电源解决方案,可以实现非常高密度且没有散热片的设计。
富士电机:产品全线出击
IGBT 模块 X 系列:减少电力损耗,利于节能;实现机器的小型化;有助于提高机器的可靠性。
EV、HEV 用 IGBT 模块:采用直接水冷散热器结构、实现了高功率密度和小型封装。
SiC 器件:具有出色的特性,能够实现高耐压、低功耗、高频动作和高温动作,使用 SiC 的功率半导体能够实现大幅节能和安装产品的小型化、轻量化。
电平电源转换电路用 IGBT 模块:与 2 电平模块相比,输出波形近似正弦波,因此可实现 LC 滤波器小型化。另外,开关损耗降低一半,因此效率得以提高。针对太阳能发电、 不间断电源装置等用途。
IPM:内置有包含 IGBT 驱动电路和保护电路的控制 IC,因而容易设计外围电路,从而能够确保系统的高可靠性。适用于 AC 伺服系统,空调机、升降机等。
PIM:将 3 相变频器电路,二极管桥接电路,制动电路集成到 1 个模块上的产品,能够紧凑地设计主电路。分为小型轻量的小容量 PIM 和 EconoPIMTM 的两大类。
分立 IGBT:可适用于 UPS、功率变换器,空调、焊机和 DC/AC 转换器等电路中。
莱姆电子:创新技术和优质产品满足客户多元化需求
莱姆电子(中国)有限公司是瑞士LEM集团在中国的独资公司,LEM集团是全球电量传感器的知名制造者,也是全球电量传感器先导者和51年电量测量解决方案专家,为客户提供创新的技术和高质量的电量测量解决方案。
莱姆电子秉承着“绿色 节能 高效”的品牌理念,积极布局在风电、太阳能、新能源汽车和储能等方向业务,致力于绿色产品的研发。在光伏储能领域,莱姆电子推出了LDSR系列、HMSR系列、LZSR系列等多款智慧传感器产品和前沿技术解决方案,能够帮助光伏设备商不断提升设备效率,有效节约成本。
在充电领域,莱姆电子推出了DCBM系列直流电能表和直流计量解决方案,以创新的技术和优质的产品满足客户的多元化需求,助力充电桩市场往清洁绿色和智能高效的方向大力发展。
中国中车:功率半导体及传感器隆重亮相
此次展会,中车株洲所携多款功率半导体元件及模块、传感器产品隆重亮相,致力于展现中国“芯”的智慧力量,并为清洁能源的变换与高效利用提供领先的传感测量解决方案。
据介绍,新能源汽车IGBT模块及芯片采用中车第七代STMOS超精细沟槽栅芯片,具有高电流密度、低开关损耗、高短路能力等特点;模块采用直接水冷基板,选用高性能导热材料,具有高功率密度特点,满足汽车复杂应用工况需求,该系列产品涵盖340A至1200A电流范围,单模块最大可满足250kW电驱系统需求,产品已大批量应用于新能源电动汽车领域。
新能源发电IGBT模块及芯片采用中车第七代STMOS超精细沟槽栅芯片,具有高电流密度、低开关损耗、高短路能力等特点;采用Cu基板,选用高性能导热材料,具有散热性能好、高电流密度、高可靠性等特点。该系列产品覆盖电流300A至3600A、电压950V至1700V,产品已批量应用于新能源风电、光伏、储能、变频器、SVG、中频感应加热等领域。
轨道交通IGBT模块采用中车第五代TMOS高压沟槽栅芯片,具有低导通压降、软关断特性、裕量大等特点;采用AISiC基板、AIN衬板,具有高热循环能力、高可靠性等特点。可满足车辆频繁自停和长距离可靠性运行的需求,批量应用于电力机车、高速动车组、地铁等轨道交通领域,以及其他大功率变频器装置领域。
电网功率半导体模块是一种压接式IGBT,采用中车第五代TMOS高压沟槽栅芯片,具有低导通压降、低开关损耗、软关断特性等特点;采用银烧结及柔性压接技术,具有高压大容量、高可靠性、高过载能力等特点,可满足远距、大容量的柔性直流输电工程的需求,已批量应用于多个柔性直流输电工程。
SiC芯片采用第三代SiC MOSFET、体二极管续流,电压等级覆盖750V-3300V,比导通电阻最低可到3.2mΩ·cm²。SiC模块采用AlSiC基板设计,高性能导热材料,进一步提高模块功率密度,满足汽车、OBC、DC/DC、光伏、轨道交通等复杂应用工况需求。
展示的传感器产品包括电流传感器和电压传感器两大类,有助于实现精确测量。
Littelfuse:覆盖六大应用领域功率应用
Littelfuse是一家多元化的工业技术制造公司,致力于为可持续发展、互联互通和打造更安全的世界提供动力。凭借覆盖超过20个国家的业务和约18000名全球员工,Littelfuse与客户合作、设计和提供创新、可靠的解决方案。服务超过10万家最终客户,其产品已应用于世界各地的工业、运输和电子终端市场。
Littelfuse中国区全体技术工程师参加了此次展会,与参观者分享了工业电源及自动化控制、新能源汽车及充电桩、可再生能源和电力存储及供应、医疗电子、通讯及数据中心管理和轨道交通六大应用领域近年来与客户合作的成功设计方案。
Littelfuse德国资深技术应用专家Martin Schulz在展会期间的汽车应用研讨会上发表精彩演讲:商用车快速充电——一种类似于电解的兆瓦级充电应用。
陕西开尔文测控:为SiC功率器件保驾护航
陕西开尔文测控技术有限公司是国内自主研发SiC功率器件测试系统;高端大功率新型半导体器件测试系统及测试技术服务的国家级高新技术企业,也是陕西省半导体行业协会理事会会员单位,目前测试系统及测试技术服务已深入国内院校、研究所,涉及航天、航空、兵器、中船、电力设备、电动汽车、轨道交通等领域。尤其是电力设备、电动汽车、轨道交通领域的动力车组和运用大功率半导体器件进行设计、制作等行业,得到了广泛应用。
这次展出的SiC功率器件测试系统具有性价比高、可测试器件种类多且参数齐全、测试精度高、速度快、保护性强、故障率低、软件丰富、操作使用方便的特点。
据介绍,该公司目前有效知识产权46项,其中授权发明专利3项,实用新型专利28件,软件著作权13件,另有2个发明专利目前处于实质审查阶段。在2016年,以《高速特大功率半导体器件IGBT测试系统》列入陕西省科技厅战略性新兴产业重大产品项目,项目编号2016KTCQ01-31。2020年,以《全碳化硅电能变换功率模块测试系统》列入陕西省重点研发计划,项目编号 2020ZDLGY03-06。2021年通过国家工信厅两化融合管理体系认证,2022年通过欧盟认证及国家知识产权贯标体系认证,2023年被评定为陕西省创新型中小企业。
日立:汽车、工业应用并举
在为实现可持续发展社会做出努力的强烈需求下,日立功率半导体致力于以环保的绿色能源和移动出行为全世界人民的幸福提供支持,利用我们特有的低功耗技术半导体产品,为实现低碳绿色社会做出应有的贡献。
日立针对xEV的IGBT模块具有紧凑、高效、长寿命的特点,主要功能包括:新型紧凑型封装,采用铜导线结构和环氧树脂封装以及Side Gate HiGT技术。工业级新产品采用针对牵引应用的下一代标准封装、低热阻铜基板及低电感双封装,具有高耐久性。
安世半导体:先进功率器件引领新能源革命
安世半导体(Nexperia)是总部位于荷兰的拥有悠久历史的领先半导体公司,其器件广泛用于汽车、工业、移动和消费等多个应用领域,年产品出货量超1,000亿件;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。
此次展会,安世半导体展示了氮化镓场效应晶体管(GaN FET)、IGBT模块和IGBT单管等产品。安世半导体的GaN FET可以为为下一代新能源电动车设计的电机驱动/控制器,以及最新5G电信网络设计的电源提供优异的解决方案。这些器件具有高功率性能和高频开关,采用常态关断的GaN FET产品的设计和结构,可确保以低成本的标准栅极驱动器实现应用设计。
目前,绝缘栅双极晶体管(IGBT)已成为最常用电子元器件,可作为马达驱动、光伏、UPS、光储的核心器件。随着全球对可再生能源的日益关注以及对效率的需求,拥有可靠性对于行业保持稳定至关重要竞争。安世半导体的IGBT模块和IGBT单管产品系列针对快速开关和低功耗进行了优化。其庞大的产品组合可满足市场对于高效高压开关器件不断增长的需求以及性能和成本方面的要求。
士兰微:SiC MOSFET汽车主驱模块有望今年量产
杭州士兰微电子股份有限公司是专业从事集成电路芯片设计以及半导体微电子相关产品生产的高新技术企业。
得益于中国电子信息产业的飞速发展,士兰微电子已成为国内最具规模的集成电路芯片设计与制造一体(IDM)的企业之一。士兰微电子建在杭州钱塘区的集成电路芯片生产线目前实际月产出达到22万片,在小于和等于6英寸的芯片制造产能中排在全球第二位。公司8英寸生产线于2017年投产,成为国内第一家拥有8英寸生产线的民营IDM产品公司,8英寸线月产能已达6万片。2022年底,公司12吋特色工艺芯片生产线产能已达6万片/月,先进化合物半导体制造生产线产能已达14万片/月。
公司目前的产品和研发投入主要集中在功率半导体和半导体化合物器件、功率驱动与控制系统、MEMS传感器、ASIC产品、光电产品等五个领域,在多个技术领域保持了国内领先的地位,如绿色电源芯片技术、MEMS传感器技术、LED照明和屏显技术、高压智能功率模块技术、第三代功率半导体器件技术、数字音视频技术等。同时利用公司在多个芯片设计领域的积累,为客户提供针对性的芯片产品系列和系统性的应用解决方案,广泛应用于汽车、新能源、安防、工业、白电、笔电、手机、通讯、电力电子等行业。
士兰微本次携高能效IGBT器件、高压大功率模块、高功率SiC器件等系列产品亮相展会。士兰微针对光伏、汽车等应用的SiC产品系列具有更高的参数一致性,更低的失效不良率,从而满足高端客户需求。据了解,其SiC MOSFET汽车主驱模块已通过部分客户测试,有望在今年实现批量生产和交付。
士兰微的高功率SiC器件适用于光伏、汽车等领域,据介绍士兰微针对光伏、汽车等应用的产品系列具有更高的参数一致性,更低的失效不良率,从而满足高端客户需求。其中SCDP120R013N2P4B采用TO247-4L封装的1200V、13.5mΩ的SiC MOSFET基于第二代平面工艺,提供了业界低的开关损耗和高的品质因数,适用于电动汽车的快速充电器和高压DC/DC转换器等场景。
SGTP140V120FDB7PW4采用TO247P-4L封装的1200V、140A的IGBT基于FS5+系列工艺,高功率密度的工艺使其额定电流达到140A,具有低导通损耗和开关损耗的特点。主要满足绿色低碳场景,如太阳能光伏,不间断电源等。
赛晶科技:车规级HEEV封装SiC模块正式发布
在PCIM Asia展的电力电子应用论坛中,赛晶半导体正式发布车规级HEEV封装SiC模块,并做主题报告《高效高可靠新型封装车规级SiC功率模块》。
为电动汽车应用量身定做的HEEV封装SiC模块,导通阻抗低至1.8mΩ(@25℃),可用于高达250kW电驱系统,并满足电动汽车驱动系统对高功率、小型化和高可靠性功率的需求。
还展示了赛晶半导体第二款SiC模块– EVD封装SiC模块。该款产品,采用乘用车领域普遍采用的全桥封装。通过内部优化设计,具有出色的性能表现。与业界头部企业相同规格封装模块对比,赛晶EVD封装SiC模块的导通电阻低10%至30%,连接阻抗低33%,开关损耗相近或者更低(相同开关速度)。
HEEV封装SiC模块,既是赛晶半导体面向乘用车市场的第一款专用模块产品,也是赛晶半导体的第一款SiC模块产品,具有重要的里程碑意义。电动汽车市场一直是赛晶半导体高度重视的领域。随着HEEV封装SiC模块的推出,和EVD封装SiC模块顺利推进,赛晶半导体将完善在电动汽车领域的产品布局,并力争为中国电动汽车产业的腾飞做出贡献。
国基南方:打造三代半导体SiC技术能力体系
国基南方致力于基于三代半导体(SiC)技术能力体系,已建成自主6英寸SiC芯片和功率模块批量生产线。SiC器件和模块系列产品在新能源汽车及充电装置应用、光伏与风力发电、轨道交通、输变电系统等领域实现批量应用,市场占有率国内领先。
据介绍,国基南方依托国家级创新平台,基于三代半导体SiC技术能力体系,在国内率先建立自主的国际先进水平6英寸SiC芯片工艺平台,持续对接新能源汽车厂商应用需求,650V-1700VSiCMOSFET系列器件及功率模块在国内率先实现批量应用,促进低碳数字经济发展和能源结构升级。
硅功率器件方面,国基南方建立硅功率芯片(SBD/FRED/TMBS/VDMOS等)数十亿只年产能力,600V-1700V中高压FRED特色产品细分市场占有率国内第一,在充电桩、车载充电、电机驱动等领域实现批量应用。
青铜剑:主推功率器件门极驱动及产线测试设备
青铜剑展示的自主研发的功率器件门极部动芯片具备低传输延迟、高CMTI、更大的驱动电流特点,同时集成米勒钳位、电源欠电压保护、功率器件短路检测保护和故障反馈功能。可针对充电桩、光伏逆变器、车载OBC、光储一体机等应用,提供高性能的SiC MOSFET、SI IGBT、GaN HEMT、SI MOSFET驱动解决方案。
该公司还展示了功率半导体器件产线测试设备,可以为IGBT、SiC等功率半导体器件提供全套功率测试解决方案,可高效实现从晶圆级到最终产品的ISO、DC、AC等全套测试,测试过程全自动化,并配置丰富的测试接口,满足不同器件测试对测试机的要求。
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