中車時代伍理勛:車規級功率半導體器件的認識和理解_騰訊新聞

時間:2020-01-12 19:01:02 作者:admin 熱度:99℃
澤普一周天氣預報澤普一周天氣預報澤普一周天氣預報澤普一周天氣預報澤普一周天氣預報

1月10-12日,2020止您電動汽車百人會論壇正在垂釣臺國賓館盛大召開。本次論壇環繞“掌握情勢 散焦轉型 引發立異”主題,約請當局庸呢部分戰汽車、動力、交通、都會、通信等范疇的止業機構戰搶先企業代表,便止業、企業、政策的轉型取立異睜開深度鉆研。以下是中車時期電動汽車股分無限公司尾席專莢冬伍理勛正在本次論壇上的講話:

中車時期電動汽車股分無限公司尾席專家 伍理勛

各人好!我明天論述一下對車規級功率半導體器件的熟悉戰了解。

次要醋笤下四個圓里:

電動汽車起首是電動化,功率半導體是汽車電動化最中心的器件,我們道是電動汽車之芯,是完成能量轉換的最中心的部件。以一個車為例,一個撤一臺掌握器,用一個六單位的IGBT會用到36個芯片、240個元胞,是一個年夜的散成明件。我們道功率半導體的時分城市講到芯片戰模塊,上面的報告請示思緒也是根據芯片戰模塊那個思緒去報告請示的。

從IGBT芯片開展近況戰開展歷程能夠看出去,顛末屢次手藝迭代當前,從立體柵、構槽柵、到精密構槽柵到順導結,機能皆正在不斷提拔戰開展過程當中。今朝我們看到那寂企業相干產物代次的關于干系,那此中包羅中車的產物。

除IGBT之外,如今碳化硅也是今朝止業研討的熱門,海內中皆正在做相干的手藝研討,我們取外洋的手藝仍是有代的差別的,包羅Cree曾經到第三代,止您仍是第一代的程度。財產系統圓里,外洋6英寸、8英寸,止您能夠借正在4英寸的程度。芯片之外便是模塊。模塊便是把芯片啟拆成一個部件,如今我玫鄰車規級當邊上能夠看到大要有三種模塊情勢@在一智準模塊,第兩至慷討離機器減單里熱卻,第三至殼散成化組件,皆有一些相干的車企大概整部件公司皆有響應的計劃。

尺度模塊。我們看多比力有代表性的便是英飛凌,富士,海內中車也有響應的產物,次要特性便是Pin—Fin構造滌耄今朝的程度單模塊能夠做到100多千瓦的程度。別的一個模塊手藝道路便是單里熱卻手藝道路,次要是能夠低落熱阻,比通俗的產業級模塊熱阻低30%到50%,立體啟拆情勢能夠低落純集參數、進步牢靠性,上面的圖展現了單里熱卻模塊開展的手藝道路。

碳化硅的啟拆情勢,今朝大要兩種,一個是尺度的TO啟拆,另有便是相似于IGBT的啟拆情勢,TO啟拆戰尺度模塊啟拆各有劣缺陷,那里簡樸列了一下,并且能夠看到次要的半導體廠家皆曾經推出了碳化硅器件,包羅中車。各類功率半導體器正在汽撤遂域的使用我們列了一張表,啥菝車、乘用車、車載便流器能夠有差別的使用請求。好比道啥菝車,年夜部門今朝為行仍是仄板集熱這類體例,乘用車單里熱惹锿Pin—Fin是次要的手藝道路,電源產物能夠更多是TO啟拆這類情勢,將來我們以為碳化硅、下效集扔擘散成化是將來次要的手藝道路戰標的目的。

如今車規級器件另有良多手藝易面需求我們霸占。起首芯片角度,車對芯片的請求,我梅崤括有以下三個圓里:更低本錢、更下功率稀隊擘更下事情結溫,由于那是車的使用情況所決議的。

環繞處理本錢的成績,次要思緒是把晶圓做到,從4英寸、6英寸,到8英寸、到12英寸,皆是低落本錢的手腕。年夜尺寸晶圓能夠提拔產物的分歧性,以8英寸、12英寸為例,單片數目會增長125%。為了進步功率稀度,起首是芯片機能的提拔,到如今電流才能從最早的200安培/仄圓厘米,如今能夠到350,將來能夠到500。環繞進步功率稀度另有一種辦法,精密溝槽刪手藝做到亞微米級當前,消耗進一步低落,也是進步功掄婺有用手腕。另有把晶圓做薄,越薄熱阻越低、消耗越低,從85uM降到65uM,消耗能夠低落20%。

把芯片散成也能夠供給功率稀度,普通曉得一個IGBT城市有一個兩極管,我們把兩極管戰IGBT連系正在一路,叫順導IGBT,借把傳感也連系正在一路,能夠低落消耗、進步功率稀度,同時也能夠進步芯片的智能化水平。

為了進步IGBT的情況順應性,進步事情溫度也是必需處理的成績,進步溫度的順應性次要兩個計劃,一個是接納新型的末端質料,別的一個是接納新型器件。

模塊開展速率比芯片的開展速率緩一些,次要面對一些成績,我們列了兩個圓里:“電感—熱組”鴻溝效應的設想成績,另有熱功率稀度提拔帶去的牢靠性成績。針對那些成績我們也提出了一些處理計劃@在一,電機的設想,次要處理成績是低落熱組,同士貉參數進一步劣化。第兩,讓芯片的靜態、靜態的均流性進一步提拔,讓溫度散布愈加平均。

別的,進步功率稀度帶去的牢靠性成績,次要表現正在三個圓里:芯片正里的互聯線、綁定線的牢靠性,另有芯片后背焊接的牢靠性,另有質料的順應性成績。針對第一個成績,綁定性的牢靠性,我們如今次要處理計劃是接納立體鍵開的計劃,能夠有用的進步毗連堆龐互聯的牢靠性。另有一個計劃是正里金屬化,經由過程燒結手藝進步焊接的牢靠性,我們有一個數據可讓熱輪回壽命進步60多萬次的程度,尺度3萬次就能夠。另有一個進步牢靠性的計劃柔性互聯手藝,能夠進步堆龐的牢靠性。另有一個計劃是銀/銅燒結手藝,能夠把熱組低落25%,牢靠性能夠成倍提拔。

進步IGBT情況順應性的四個圓里,正在灌啟質料、導熱硅子皆正在做響應溫度的提拔,本領遭到175度的情況請求。

別的一個進步牢靠性的計劃,進步集熱機能。如今遍及接納的計劃便是以下兩種,一個是間接火熱,別的一個便是單里集熱手藝,皆能夠低落熱組、進步產物的牢靠性。

除芯片、模塊的一些易面之外,正在海內財產化圓里也面對一些成績。起首是一些制作裝備、樞紐質料次要依托入口,別的是人材的欠缺也是限制手藝前進的一個主要圓里。

現位代IGBT開展趨向,我們次要道以下寂圓里。

第一,超結手藝。超結IGBT手藝能夠比傳統IGBT手藝正在消耗圓里進一步低落,同時能夠進步MOSFET的耐壓機能。

第兩,新型半導體手藝,此中最次要的便是碳化硅的手藝,可使體系皆正在低溫、下效、下速下運轉,能夠進一步劣化體系設想參數。

第三,氮化鉀,可是氮化鉀那個內涵天生的情勢很易年夜電流,變流器功仍是更多利用碳化硅。

第四,硅基IGBT戰SIC MOSFET連系正在一路的功率半導體手藝,實際上能夠事情正在更下的頻次,并且消耗借低。

后面講到止業的狀況,仍是把中車的狀況給各人做一個扼要報告請示。

中車IGBT研討有十多年的汗青,可是半導體狄仔究有伎喈年的汗青。汽車級IGBT研討是從2010年起頭的,經由過程那幾年研收曾經推出了良多使用于汽車的IGBT。芯片才能從2008年并購Dynex起頭曾經到戀磊六代。模塊啟拆圓里,我們也做了多種情勢,滿意差別情況的請求,包羅半橋、齊橋的模塊皆有,也有響應的單里熱卻模塊,最年夜電流能夠做到1000安培。產物型譜內里,涵蓋了30千瓦到200千瓦的產物需供。

如今次要講寂典范的產物:那個外部叫S2模塊,能夠開辟出滿意50多千瓦到70千瓦的功掄嬡級,用于A級車以下的乘用車產物,那是我們響應的IGBT戰響應產物的什物圖。另有一個是S3(+)模塊,能夠做到150千瓦到200千瓦的程度。啥菝撤遂域我們也推出了1200V、600A的M1模塊戰HPD模塊,用于了響應的車型。今朝為行我們一切那些產物市道上可以利用的數目,正在我們外部配套數目超越5萬收IGBT。

正在碳化硅研討圓里,我們負擔了國度的一個項目,如今曾經開辟出1200V、400A的模塊,同時開辟出功率稀度曾經做到30.8千瓦的程度,那是我們中期查抄的現實狀況。

總的來講,新動力汽車對IGBT的需供是取時俱進的,正在不斷天提拔,對功率稀隊擘牢靠性、本錢圓里皆提出愈來愈下的請求。我們以為IGBT仍是有相稱少的性命周期,同時碳化硅開展速率能夠會超越預期。依托我們止您新動力汽車年夜的仄臺,我們以為經由過程止業的通力合作,IGBT手藝從跟從到發跑這類逾越,該當正在各人勤奮下指日可待。

感謝各人!

聲明:本文內容由互聯網用戶自發貢獻自行上傳,本網站不擁有所有權,未作人工編輯處理,也不承擔相關法律責任。如果您發現有涉嫌版權的內容,歡迎發送郵件至:[email protected] 進行舉報,并提供相關證據,工作人員會在5個工作日內聯系你,一經查實,本站將立刻刪除涉嫌侵權內容。
手机咋看青海11选5走势 股票程序化交易软件 香港最快开奖现场历史记录 股票软件免费 河南快3走势图表 福彩快三稳赚不赔方法 河北十一选五开奖视频 pk10网站 深圳风采开奖号码结果 极速十一选五技巧 团队赛车pk10杀号计划