作為這個行業的技術專家,Gourab Majumdar也介紹了功率半導體最新的技術發展趨勢。他介紹說:IGBT芯片技術本身也一直在進步。第三代的IGBT是平板型的構造,第四代是一個溝槽型的構造,第五代成為CSTBT,第六代是超薄化。目前正在開發的第七代IGBT,試圖把CSTBT的構造進一步優化,進一步微細化和超薄化,改善關斷損耗對飽和壓降的折中比例,提高功率半導體的性能。從性能系數來看,第六代已比第一代提高了16倍。如果第七代通過減少無效區間、超微細化等工序,可提高26倍。
在封裝技術方面,在小容量消費類DIPIPM產品中,三菱電機采用了壓注膜的封裝辦法。在中容量工業產品、混合動力和電動汽車的New-MPD產品中,采用了盒式封裝。在大容量,特別是用在高鐵上的產品中,采用了碳化硅鋁的芯片,然后用盒式封裝完成。今后開發的技術方向,就是朝新綁定技術、高性能、高功率密度、和高Tj發展。對于高耐壓的產品來說,提高功率密度、高功率循環和溫度循環、提高產品的壽命和絕緣的電壓,同時降低熱抵抗。而通過不斷將半導體的厚度越做越薄,可以使日后的IPM厚度可以跟iPhone差不多。
從硅器件的第一代到第六代或者以后的第七代的技術開發,還沒有超出改進的范圍,通過對上一代的產品的改進,為客戶帶來更多方便。而以后從硅器件變成碳化硅器件,可以說是革命性的技術飛躍,新的器件跟過往的完全不同。說到碳化硅半導體功率器件,它有四大優點:第一、工作溫度范圍比較大,在高溫下也可工作;第二、低抵抗、耐高破壞性;第三、高頻工作;和第四、散熱性好。碳化硅的功率器件用在系統上它有很多好處,功率的密度可以更高,體積可以更小,更加耐高電壓壓,設計容易,總體來講可以提高功率半導體的效率,運用的領域可以更加廣泛,更為方便。三菱電機利用碳化硅生產出來的第一個產品,就是使用在高鐵上的變頻器、家用空調上的DIPIPM、和風力發電變換器上的MOSFET器件。
Gourab Majumdar博士認為,總的來說功率半導體的技術發展方向是:第一、硅或碳化硅芯片技術的進步;第二、功率半導體里面集成各種功能;第三、在封裝技術上,可以通過壓注膜或者是盒式封裝,使功率半導體的壽命更長,穩定性更好,功率密度更大。
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