满足新能源需求的功率器件技术趋势

上网时间: 2013年08月22日? 作者:AOS亚太区业务发展副总裁Rexin Wang? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:功率半导体? 功率器件? IGBT?

功率半导体行业的发展趋势,永远是追求更高的功率密度——降低内阻以减小导通损耗,研发更小的封装或者提高集成度。而在封装上,无论芯片和焊盘采用何种连接方式,减少热损失都是必然趋势。

新能源领域的需求特点

新能源产品对功率器件的需求主要体现为:高功率应用需要功率因素校正;低功率应用需要减少发热,可通过封装革新或降低器件内阻来实现。此外,在某些场合,功率半导体元件的强壮性至关重要,器件的强壮性很容易受到较高的冲击电流的考验,这点在电机类应用中尤为突出,上述这些因素决定了适用于新能源需求的解决方案。

AOS万国半导体始终专注于新能源领域,为了降低器件内阻,AOS在硅芯片工艺以及机械设计这两个方面投入非常多的资源(后者关系到热仿真和可靠性),包括在美国俄勒冈州拥有超高性能 FS-IGBT的8寸晶圆厂,以更好地满足产品的一致性、直通率以及大规模产能的要求;以及来自全球各知名公司、经验丰富的工程师团队,有助于AOS用更迅速而可靠的方法开发技术,也保证了为特定的应用需求能提供更可靠的产品。

目前,AOS可提供从600 V到1200 V的FS IGBT,并命名为Alpha IGBT,未来目标是开发模块类型的解决方案用于在家电、焊接机等的工业应用中。FS-IGBT拥有世界上最薄的特性,能有效降低开关损耗和导通损耗;Top-cell结构可满足马达控制应用中需要更强壮稳定的需求。而在MOSFET产品系列,AOS提供从 20V到1000 V最佳的低电压、中电压和高压的产品,最新的AlphaMOS II是AOS第二代高压MOSFET的产品,在30 Mhz带宽电磁干扰测试以及辐射测试中表现优异,有助于工程师在电路设计中获得最佳效率和电磁干扰性能。

功率器件开发趋势

在各种不同的应用中,一个共同的特点是,MOSFET需要高效和强壮,而IGBT需要强壮和更低的导通损耗以及开关损耗,这些都需要根据实际系统来设计。

AOS在全球拥有从器件到系统级别工程师支持团队,对于客户的需求可以及时反应。针对中国市场,AOS在上海建立了强大的应用开发中心,工程师拥有大量的设计经验,他们在系统设计师和电源半导体之间架起了一座桥梁,可根据系统功率等级的需求来提供适合的解决方案给客户。例如,从600-1200V的IGBT可用于太阳能逆变器、工业电机驱动、电网功率因数校正或家电控制,并能满足国内电焊机制造商的要求;从20-1000 V的MOSFET可用于高效电源,以满足国际标准如“能源之星”的要求。

总体来看,IGBT的技术趋势主要是从600 V转到1200 V器件。AOS将通过加强制造工艺来控制结电容,以获得更好的性能,同时通过提高击穿电压来保证器件的可靠性,此外,AOS也在研究为下一代模块解决方案加入快速恢复二极管。

另一方面,MOSFET的技术趋势是利用SGT技术从20 V过渡到400 V器件,并且优化Rdson和寄生电容之间的开关性能,这将帮助功率器件的效率提升至一个更高的水平级。AOS计划在SGT的基础上提升工艺技术,开发下一代500V-700V的MOSFET,这些产品内部将有加强型结构,可靠性大为提高,同时表现优异的开关性能可解决EMI的问题。

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