淺析滿足新能源需求的功率半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展趨勢

    功率半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展趨勢，永遠(yuǎn)是追求更高的功率密度——降低內(nèi)阻以減小導(dǎo)通損耗，研發(fā)更小的封裝或者提高集成度。而在封裝上，無論芯片和焊盤采用何種連接方式，減少熱損失都是必然趨勢。

    新能源領(lǐng)域的需求特點

    新能源產(chǎn)品對功率器件的需求主要體現(xiàn)為：高功率應(yīng)用需要功率因素校正；低功率應(yīng)用需要減少發(fā)熱，可通過封裝革新或降低器件內(nèi)阻來實現(xiàn)。此外，在某些場合，功率半導(dǎo)體元件的強(qiáng)壯性至關(guān)重要，器件的強(qiáng)壯性很容易受到較高的沖擊電流的考驗，這點在電機(jī)類應(yīng)用中尤為突出，上述這些因素決定了適用于新能源需求的解決方案。

    AOS萬國半導(dǎo)體始終專注于新能源領(lǐng)域，為了降低器件內(nèi)阻，AOS在硅芯片工藝以及機(jī)械設(shè)計這兩個方面投入非常多的資源(后者關(guān)系到熱仿真和可靠性)，包括在美國俄勒岡州擁有超高性能 FS-IGBT的8寸晶圓廠，以更好地滿足產(chǎn)品的一致性、直通率以及大規(guī)模產(chǎn)能的要求；以及來自全球各知名公司、經(jīng)驗豐富的工程師團(tuán)隊，有助于AOS用更迅速而可靠的方法開發(fā)技術(shù)，也保證了為特定的應(yīng)用需求能提供更可靠的產(chǎn)品。

    目前，AOS可提供從600 V到1200 V的FS IGBT，并命名為Alpha IGBT，未來目標(biāo)是開發(fā)模塊類型的解決方案用于在家電、焊接機(jī)等的工業(yè)應(yīng)用中。FS-IGBT擁有世界上最薄的特性，能有效降低開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗；Top-cell結(jié)構(gòu)可滿足馬達(dá)控制應(yīng)用中需要更強(qiáng)壯穩(wěn)定的需求。而在MOSFET產(chǎn)品系列，AOS提供從 20V到1000 V最佳的低電壓、中電壓和高壓的產(chǎn)品，最新的AlphaMOS II是AOS第二代高壓MOSFET的產(chǎn)品，在30 Mhz帶寬電磁干擾測試以及輻射測試中表現(xiàn)優(yōu)異，有助于工程師在電路設(shè)計中獲得最佳效率和電磁干擾性能。

    功率器件開發(fā)趨勢

    在各種不同的應(yīng)用中，一個共同的特點是，MOSFET需要高效和強(qiáng)壯，而IGBT需要強(qiáng)壯和更低的導(dǎo)通損耗以及開關(guān)損耗，這些都需要根據(jù)實際系統(tǒng)來設(shè)計。

    AOS在全球擁有從器件到系統(tǒng)級別工程師支持團(tuán)隊，對于客戶的需求可以及時反應(yīng)。針對中國市場，AOS在上海建立了強(qiáng)大的應(yīng)用開發(fā)中心，工程師擁有大量的設(shè)計經(jīng)驗，他們在系統(tǒng)設(shè)計師和電源半導(dǎo)體之間架起了一座橋梁，可根據(jù)系統(tǒng)功率等級的需求來提供適合的解決方案給客戶。例如，從600-1200V的IGBT可用于太陽能逆變器、工業(yè)電機(jī)驅(qū)動、電網(wǎng)功率因數(shù)校正或家電控制，并能滿足國內(nèi)電焊機(jī)制造商的要求；從20-1000 V的MOSFET可用于高效電源，以滿足國際標(biāo)準(zhǔn)如“能源之星”的要求。

    總體來看，IGBT的技術(shù)趨勢主要是從600 V轉(zhuǎn)到1200 V器件。AOS將通過加強(qiáng)制造工藝來控制結(jié)電容，以獲得更好的性能，同時通過提高擊穿電壓來保證器件的可靠性，此外，AOS也在研究為下一代模塊解決方案加入快速恢復(fù)二極管。

    另一方面，MOSFET的技術(shù)趨勢是利用SGT技術(shù)從20 V過渡到400 V器件，并且優(yōu)化Rdson和寄生電容之間的開關(guān)性能，這將幫助功率器件的效率提升至一個更高的水平級。AOS計劃在SGT的基礎(chǔ)上提升工藝技術(shù)，開發(fā)下一代500V-700V的MOSFET，這些產(chǎn)品內(nèi)部將有加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)，可靠性大為提高，同時表現(xiàn)優(yōu)異的開關(guān)性能可解決EMI的問題。<