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ROHM半導體“全SiC”功率模塊開始量產(chǎn)

發(fā)布時間:2012-03-26

新聞事件:
  • ROHM半導體“全SiC”功率模塊開始量產(chǎn)
事件影響:
  • 該產(chǎn)品開關損耗降低85%,大幅減少了工業(yè)設備等的功率損耗
日本知名半導體制造商羅姆株式會社(總部:日本京都市)推出的“全SiC”功率模塊(額定1200V/100A)開始投入量產(chǎn)。該產(chǎn)品的內置功率半導體元件全部采用SiC(Silicon Carbide:碳化硅)構成。

此產(chǎn)品安裝在工業(yè)設備和太陽能電池等中負責電力轉換的變頻器、轉換器上,與普通的Si(硅)材質的IGBT模塊相比,具備以下優(yōu)勢,有效解決了世界能源和資源等地球環(huán)境問題。

  • 開關損耗降低85%
  • 與傳統(tǒng)的400A級別的Si-IGBT模塊相替換時,體積減小約50%
  • 損耗低,因此發(fā)熱少,可減小冷卻裝置體積,從而可實現(xiàn)設備整體的小型化


本產(chǎn)品計劃在羅姆總部工廠(京都市)從3月份下旬開始量產(chǎn)、出貨。

近年來,在工業(yè)設備和太陽能電池、電動汽車、鐵路等電力電子技術領域,與Si元件相比,電力轉換時損耗少、材料性能卓越的SiC元件/模塊的實際應用備受期待。

根據(jù)估算,將傳統(tǒng)的Si半導體全部替換為SiC后的節(jié)能效果,僅在日本國內就相當于4座核電站的發(fā)電量※2,因此,各公司都已強化了相關研究開發(fā)。在這種背景下,羅姆于2010年在世界上率先成功實現(xiàn)了SiC-SBD和SiC-MOSFET兩種SiC元件的量產(chǎn),在行業(yè)中遙遙領先。

與此同時,關于“全SiC”模塊,即所內置的功率元件全部將Si替換為SiC,多年來,雖然全世界的制造商多方試制,但在可靠性上存在諸多課題,一直無法實現(xiàn)量產(chǎn)。


此次,通過羅姆開發(fā)出的獨創(chuàng)的缺陷控制技術和篩選法,使可靠性得以確保。另外,針對SiC制備過程中特有的1700℃高溫工序,為了防止其發(fā)生特性劣化,羅姆開發(fā)了控制技術,于世界首家確立了“全SiC”功率模塊的量產(chǎn)體制。

內置最先進的SiC-SBD和SiC-MOSFET兩種元件,與傳統(tǒng)的Si-IGBT模塊相比,可以將電力轉換時的損耗降低85%。另外,與IGBT模塊相比,在10倍于其的頻率-100kHz以上的高頻環(huán)境下工作成為可能。該產(chǎn)品的額定電流為100A,通過高速開關和低損耗化,可以與額定電流為200~400A的Si-IGBT模塊進行替換。

不僅如此,通過設計和工藝的改善,羅姆還成功開發(fā)出散熱性卓越的模塊。替換傳統(tǒng)的400A級別的Si-IGBT模塊時,體積可減小約50%。由于損耗低,因此發(fā)熱少,可減小外置的冷卻裝置體積,從而非常有助于設備整體的小型化。

羅姆將以SiC為首的功率元件事業(yè)作為發(fā)展戰(zhàn)略之一定位,今后,加強實現(xiàn)更高耐壓、更大電流的SiC元件/模塊的產(chǎn)品陣容的同時,不斷推進完善SiC 溝槽式MOSFET和SiC-IPM(智能電源模塊)等SiC相關產(chǎn)品的陣容與量產(chǎn)化。

<特點>

1) 開關損耗降低85%

內置了最先進的SiC-SBD與SiC-MOSFET的“全SiC”模塊,與傳統(tǒng)的Si-IGBT相比,開關損耗可降低85%。
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2) 實現(xiàn)小型、輕薄封裝

通過設計和工藝改善,成功開發(fā)出散熱性卓越的模塊。大大有助于設備的小型化需求。

 

<電路圖>

<術語解說>

?IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor的簡稱)
絕緣柵雙極晶體管。給柵極安裝了MOSFET的雙極晶體管。

?MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor的簡稱)
金屬-氧化物-半導體場效應晶體管,是FET中最被普遍使用的結構。作為開關元件使用。

?SBD(肖特基勢壘二極管Schottky Barrier Diode 的簡稱)
使金屬和半導體接觸從而形成肖特基結,利用其可得到整流性(二極管特性)的二極管。具有“無少數(shù)載流子存儲效應,高速性能卓越”的特點。

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