【深圳,2024年8月28日】 —— 在备受瞩目的PCIM Asia 2024展会上,赛晶半导体科技(浙江)有限公司(以下简称“赛晶半导体”)以其创新技术和产品成为焦点,其在展会上展出的车规级HEEV封装SiC模块和EVD封装SiC模块,不仅彰显了其在技术创新上的领先地位,更展示了其巨大潜力和发展前景。在本次展会上,赛晶半导体正式发布了1200V/13mΩ SiC MOSFET芯片,并由研发负责人Lars先生和Nick先生在研讨会上发表演讲。
碳化硅(SiC)具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度和高迁移率等特点,是良好的半导体材料,广泛应用于新能源汽车、光伏逆变、电力储能、服务器电源、工业电源变频、智能电网、轨道交通等各个领域。尤其在新能源汽车领域,碳化硅(SiC)功率器件有助于实现新能源车电力电子驱动系统轻量化、高效化,在新能源车的主驱逆变器等关键电控部件中将发挥更重要的作用。随着全球对于电动汽车接纳程度的逐步提升,碳化硅(SiC)在未来十年将会迎来全新的增长契机。
本次发布的赛晶科技SiC MOSFET芯片,采用多项行业领先的特色设计和工艺,包括:
-- 芯片边沿至金属层仅为约100微米;
-- 元胞间距降低至最小5.0微米;
-- 获得最佳性能的短沟道设计;
-- 元胞间的电流扩散注入;
-- 栅极金属布局连续环绕在芯片周围;
-- 有源区内多晶硅栅极浇道;
-- 连续的铝铜源极焊盘。
源于出色的设计和工艺,我们的SiC MOSFET芯片在高温工作条件下,展现出了极佳的静态和动态特性,并且达到了行业一流水平的1200V/13mΩ。
此外,采用此SiC MOSFET芯片,赛晶科技还推出了多个型号的车规级、高性能HEEV封装、EVD封装SiC模块。HEEV封装、EVD封装SiC模块采用行业领先的设计和封装工艺,具有非常出色的散热性能,以及极佳的可靠性、鲁棒性,并可以覆盖100kW至300kW 主流电动汽车应用需求,特别是电动汽车紧凑型逆变器。
同期展出的赛晶i20 IGBT芯片、ED封装IGBT模块、ST封装IGBT模块、BEVD封装IGBT模块、EP封装IGBT模块,以及HEEV封装SiC模块、EVD封装SiC模块产品,受到了与会者的高度关注。展会上,赛晶半导体展台人头攒动,工作人员对展品的性能介绍吸引了不少参会者驻足观看,赛晶半导体聚焦于行业新兴需求,本次正式发布的新品碳化硅(SiC)芯片,充分体现了科技与创新的融合,以其出色性能获得了现场嘉宾们的高度评价:“我觉得该款新品在一定程度上反映了赛晶研发团队的实力和背后所付出的心血,同时也给我们提供了更多的选择。”某知名公司经理如是说道。
8月28日,赛晶半导体正式发布了1200V/13mΩ SiC MOSFET芯片,同时碳化硅项目研发负责人Lars先生在展商论坛详细发表了此款芯片的优异性能以及应用于汽车模块的测试数据。Lars先生还在同期的PCIM Asia研讨会上介绍此款芯片的的研发历程,并与参会者分享了以“Tuning the parasitic JFET resistance for low on-state 1.2kV SiC power MOSFETs”为题目的论文。
Lars先生指出,赛晶自研碳化硅(SiC)芯片优先考虑可靠性,采用了平面栅技术,在1200V SiC MOSFET芯片的导通电阻中,沟道电阻占有重要比重,优化元胞尺可以有效降低沟道电阻,但是过度的缩小元胞尺寸会由于降低注入效率而影响SiC MOSFET体二极管的性能。赛晶半导体的研发人员不断通过理论与实践验证相结合的方式,最终确认了赛晶方案的沟道电阻最优解并推出了1200V/13mΩ的SiC MOSFET芯片。实验结果表明,此芯片在全温度范围内的导通电阻都极具竞争力,且降低了温度对导通的影响。开关测试波形显示此芯片在开通和关断中都具有平滑的动态波形。800V母线及推荐Vge工作条件下的短路测试中,此芯片也能够承受3us的短路能力而不会失效。
此外,针对集中式光伏、储能市场和商用车电驱市场大功率模块的需求,赛晶半导体开发了采用微沟槽栅的i23芯片,电流高达300A。该项目的研发负责人Nick先生在PCIM Asia研讨会上发表了题为“Optimizing Turn-off Controllability of Micropattern Trench IGBTs for 900A ED Type Modules”的论文,对研发成果进行了详细说明。
碳化硅(SiC)芯片市场目前处于继续推出新品的阶段,各厂家希望在验证和提升芯片可靠性的同时,针对沟槽栅结构进行优化,在此基础上提升芯片的电流密度,从而推出具有更好性能的碳化硅(SiC)芯片。无论是在分立器件封装领域还是模块封装领域,碳化硅(SiC)器件的产品封装种类的丰富程度和电流等级已经在今年得到极大的发展。碳化硅(SiC)芯片使用成本的降低使得能够采用碳化硅(SiC)器件的应用范围在不断扩大,从之前的高端电动车应用(主驱、充电和DC/DC),扩大到新能源发电,再到现在的焊机市场。
因为碳化硅(SiC)在高温、高频、高压应用拥有比Si IGBT更多的优势,随着成本的进一步降低和客户对提升系统效率的要求,未来碳化硅(SiC)器件的应用还会扩展到更多的电源领域,比如UPS、商用车电驱、医疗电源等。此外,定制化的应用也将是碳化硅(SiC)器件发展的方向,比如在组串储能变流器中,如何采用碳化硅(SiC)芯片需要结合客户的控制算法后综合考量,从而提升系统的可靠性和效率,并提升产品在市场上的竞争力。
另一方面,IGBT芯片的发展目前相对稳定,今年行业内罕有新品推出,然而,预计2~3年后,行业领军厂商会以提高芯片的电流密度、降低IGBT的静态和开关损耗以及增强客户设计应用的友好特性(比如关断的可控性)为方向,推出下一代IGBT芯片。此外,预计RC-IGBT将会成为行业重点关注并扩大应用的一个细分领域。
IGBT模块的发展主要聚集在新能源应用相关的应用领域,其目标是满足客户应用的便利性,提升客户变流器系统的可靠性和寿命等以及适应更加严酷的应用环境。比如目前众多厂家推出基于铜底板的Easy3B封装外形的应用于215kW储能的450A/1200V三电平模块、以及针对风电应用推出的能够提高风电变流器的寿命的二极管增强型1700V IGBT模块。
随着电动汽车、清洁能源和储能市场的迅猛发展,赛晶半导体的产品和技术正迎合了市场的迫切需求。公司的高功率密度、高可靠性碳化硅(SiC)模块,不仅能够提升电动汽车的驱动效率,还能有效降低能耗,提升系统的整体性能,这一优势使得赛晶半导体在电动汽车市场的前景十分广阔。赛晶半导体的HEEV封装和EVD封装SiC模块,以其更低的导通电阻和连接阻抗,在同类产品中脱颖而出,有望成为行业的新标准。这一创新不仅提高了产品的市场竞争力,也为公司在未来的市场竞争中赢得了话语权。
澎湃“芯”动力,赋能“芯”未来,赛晶半导体将继续深耕自主芯片研发和功率半导体器件领域,不断推动技术创新,扩大市场份额。公司管理层表示,赛晶半导体正朝着成为国际领先的功率半导体器件供应商的目标稳步迈进,预计在未来几年内,公司的市场份额和品牌影响力将显著提升,努力成为推动全球能源转型和电力电子技术革新的重要力量。