PCIM Asia 2023（上海國際電力元件、可再生能源管理展覽會(huì)暨研討會(huì)）日前在上海隆重舉行，它是亞洲電力電子技術(shù)發(fā)展及在能源效率和智能運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的綜合解決方案的最佳展示平臺(tái)之一。展會(huì)涵蓋組件、驅(qū)動(dòng)控制、散熱管理和智能系統(tǒng)等，為各類買家提供解決方案。
以下將呈現(xiàn)PCIM Asia 2023上功率半導(dǎo)體、材料、封裝等方面的一些頭部企業(yè)的展位，了解他們此次帶來的各種新技術(shù)和新的解決方案。
▋安森美：定義“硬核”科技
安森美在展會(huì)期間發(fā)表了重磅主題演講，包括一種碳化硅功率模塊的建模和驗(yàn)證、碳化硅加速新一代光儲(chǔ)充應(yīng)用創(chuàng)新、安森美快速DC充電樁方案，幫助與會(huì)者快速把握產(chǎn)業(yè)新方向。
在展會(huì)上，安森美展示了突破性的Elite Power在線仿真工具和PLECS模型自助生成工具。兩款產(chǎn)品適用于軟/硬開關(guān)應(yīng)用，有助于工程師在開發(fā)的早期階段，通過對(duì)復(fù)雜電力電子應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)仿真，獲得有價(jià)值的參考信息，從而無需耗費(fèi)成本和時(shí)間進(jìn)行硬件制造和測(cè)試，使其工作更加高效。
安森美最近擴(kuò)展了1200V M3S EliteSiC MOSFET系列的產(chǎn)品，支持更高的開關(guān)速度，以適配越來越多的800V電動(dòng)汽車車載充電器（OBC）和能源基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用，助力電力電子工程師實(shí)現(xiàn)更出色的能效和更低系統(tǒng)成本。展示的產(chǎn)品包括1200V M3S EliteSiC和驅(qū)動(dòng)SiC MOSFET的NCP/NCV51561評(píng)估套件。
安森美首次在國內(nèi)展出的第7代IGBT（FS7 IGBT）是一款新穎的1200V器件，具備出類拔萃的性能，開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗低，可實(shí)現(xiàn)高能效的能源基礎(chǔ)設(shè)施。Q-DAUL 3模塊將FS7 IGBT應(yīng)用拓展至中等功率工業(yè)領(lǐng)域，同時(shí)提高電動(dòng)汽車主驅(qū)逆變器的功率密度。
安森美還展示了汽車、能源、工業(yè)市場(chǎng)的全系方案與客戶應(yīng)用，包括：用于電動(dòng)汽車主驅(qū)逆變器的VE-Trac系列；用于更高能效智能電源的25kW電動(dòng)汽車充電樁套件；采用EliteSiC技術(shù)實(shí)現(xiàn)400V和800V雙向充電方案；涵蓋光伏和工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)的功率集成模塊（PIM），以及超高密度（UHD）電源方案。
▋三菱電機(jī)：為功率半導(dǎo)體按下“加速鍵”
作為本屆展會(huì)的贊助商，三菱電機(jī)半導(dǎo)體攜變頻家電用智能功率模塊SLIMDIP-Z?、工業(yè)與新能源發(fā)電用三電平IGBT模塊、新型3.3kV高壓SiC-MOSFET模塊、下一代電動(dòng)汽車專用功率模塊4款新品及其他涵蓋多個(gè)電力電子應(yīng)用領(lǐng)域的14款經(jīng)典產(chǎn)品全線亮相，以行業(yè)發(fā)展和應(yīng)用為導(dǎo)向，全面展示三菱電機(jī)功率器件的產(chǎn)品及技術(shù)趨勢(shì)。
為了適應(yīng)變頻家電市場(chǎng)高可靠性、低成本、小型化等應(yīng)用需求，三菱電機(jī)優(yōu)化了SLIMDIP-Z?內(nèi)部結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大了RC-IGBT芯片的安裝面積并采用了全新的絕緣導(dǎo)熱墊片可使熱阻降低約40%。SLIMDIP系列封裝，幫助設(shè)計(jì)者縮短開發(fā)時(shí)間幫助，實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單、更小型的家用電器逆變系統(tǒng)。
在工業(yè)與新能源行業(yè)，本次展示的這款工業(yè)與新能源發(fā)電用三電平IGBT模塊，采用了T型三電平拓?fù)?。半橋部分采用?200V第7代IGBT，而交流開關(guān)部分采用了650V第7代IGBT。
在軌道牽引行業(yè)，繼3.3kV/185A、3.3kV/375A和3.3kV/750A全碳化硅模塊之后，三菱電機(jī)新開發(fā)了一款集成SBD的SiC-MOSFET模塊，其規(guī)格為3.3kV/800A，它將有助于為鐵路、電力系統(tǒng)及大型工業(yè)變流系統(tǒng)提供更大功率密度、更高效率和可靠性。
在電動(dòng)汽車行業(yè)，三菱電機(jī)正在開發(fā)下一代電動(dòng)汽車專用功率模塊。該系列模塊擁有1300V和750V兩個(gè)電壓等級(jí)，分別采用SiC MOSFET和RC-IGBT芯片技術(shù)。該系列模塊采用三菱電機(jī)擅長(zhǎng)的壓注模工藝。在保證可靠性的同時(shí)，大大提升生產(chǎn)效率。
▋羅姆：主推碳化硅和氮化鎵解決方案
羅姆聚焦碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等寬禁帶半導(dǎo)體，展示了面向工業(yè)設(shè)備和汽車領(lǐng)域的豐富產(chǎn)品陣容及解決方案。采用世界先進(jìn)的碳化硅為核心的功率元器件技術(shù)，以及充分發(fā)揮其性能的控制IC和模塊技術(shù)，羅姆在提供電源解決方案的同時(shí)，為工業(yè)設(shè)備和汽車領(lǐng)域的節(jié)能化、小型化賦能。
羅姆的碳化硅技術(shù)優(yōu)勢(shì)由來已久，在碳化硅功率元器件和模塊的開發(fā)領(lǐng)域處于先進(jìn)地位，其碳化硅器件擁有低導(dǎo)通電阻特性以及出色的高溫、高頻和高壓性能，已成為下一代低損耗半導(dǎo)體可行的理想選擇。
羅姆先進(jìn)的SiC MOSFET技術(shù)實(shí)現(xiàn)了業(yè)界領(lǐng)先的低導(dǎo)通電阻，大幅減少了開關(guān)損耗，支持15V和18V柵極-源極電壓，有助于實(shí)現(xiàn)汽車逆變器和各種開關(guān)電源等各種應(yīng)用顯著的小型化和低功耗。
羅姆第4代SiC MOSFET（SCT4 series）通過進(jìn)一步改進(jìn)自創(chuàng)的雙溝槽結(jié)構(gòu)，改善了EV牽引逆變器等應(yīng)用所需的短路耐受時(shí)間，與第3代SiC MOSFET相比，通過進(jìn)一步改進(jìn)原始的雙溝槽結(jié)構(gòu)，在不犧牲短路耐受時(shí)間的情況下，導(dǎo)通電阻降低約40%，為業(yè)內(nèi)超低級(jí)別；開關(guān)損耗亦可降低約50%。新一代產(chǎn)品有助于提高電動(dòng)汽車、數(shù)據(jù)中心、基站和智能電網(wǎng)等高電壓和大容量應(yīng)用的便利性和功率轉(zhuǎn)換效率。
GaN HEMT作為一種非常有助于提高功率轉(zhuǎn)換效率和實(shí)現(xiàn)器件小型化的器件被寄予厚望。2022年，羅姆將柵極耐壓高達(dá)8V的150V耐壓GaN HEMT投入量產(chǎn)；2023年3月，又確立了能夠更大程度地發(fā)揮出GaN性能的控制IC技術(shù)。近期，為助力各種電源系統(tǒng)的效率提升和小型化，羅姆推出了器件性能達(dá)到業(yè)界超高水平的650V耐壓GaN HEMT。
此外，羅姆還結(jié)合自身功率電子和模擬兩大核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)，推出了EcoGaN? Power Stage IC“BM3G0xxMUV-LB”。該產(chǎn)品集GaN HEMT和柵極驅(qū)動(dòng)器于一體，使GaN器件可輕松安裝在服務(wù)器和AC適配器當(dāng)中，減少這些應(yīng)用等的功率損耗和體積。
在面向電動(dòng)汽車及工業(yè)設(shè)備的高性能解決方案方面，羅姆展示的BM611x系列采用獨(dú)創(chuàng)的微細(xì)加工工藝開發(fā)的片上變壓器，實(shí)現(xiàn)了小型、內(nèi)置絕緣元件的柵極驅(qū)動(dòng)器。羅姆還展示了針對(duì)各種外接交流電源的AC-DC轉(zhuǎn)換器IC產(chǎn)品系列（650V、800V、1700V），利用準(zhǔn)諧振操作可實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，有助于保持較低的EMI，以實(shí)現(xiàn)性能更高的系統(tǒng)。
▋東芝：聚焦四大領(lǐng)域大功率應(yīng)用
東芝在本次展會(huì)上重點(diǎn)展出了：雙柵極RC-IEGT、東芝大功率器件IEGT、IEGT PPI Stack、全碳化硅模塊、智能功率器件、車載分立器件和分立器件封裝產(chǎn)品線。這些產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、牽引、電力輸配電和工業(yè)變頻器四大領(lǐng)域。
在分立器件方面，東芝展示了高效節(jié)能功率MOSFET，包括低壓系列U-MOS和高壓系列DTMOS。技術(shù)上，東芝的U-MOS9-H和U-MOS10-H采用溝道工藝，柵極的垂直溝道U型結(jié)構(gòu)可以提高集成密度，降低導(dǎo)通電阻；DTMOS5和DTMOS6采用超級(jí)結(jié)工藝，P層的垂直構(gòu)造工藝使東芝的系列產(chǎn)品可以在擁有高耐壓的同時(shí)保持低導(dǎo)通電阻的性能。另外，通過應(yīng)用單層外延的工藝技術(shù)，得益于精簡(jiǎn)的幾何構(gòu)造及生產(chǎn)過程，DTMOS6可以實(shí)現(xiàn)高性能、高效率。
東芝的高可靠性、節(jié)能、省空間的光電器件包括光耦和光繼電器。由于采用了新的LED技術(shù)，并利用高性能的檢測(cè)芯片來估算光衰，使光耦具備使用壽命長(zhǎng)、可靠性高，以及能夠在高溫條件下使用的特點(diǎn)。
東芝大功率器件IEGT采用高耐壓技術(shù)和低損耗技術(shù)（SiC元器件等），已經(jīng)為柔直輸配電作出了貢獻(xiàn)，適用范圍包括能源鏈中的：發(fā)電、輸配電和應(yīng)用端。東芝的壓接式封裝IEGT（PPI）內(nèi)部采用電流、電壓均等分布的排列方式，裝有多個(gè)IEGT芯片。
在碳化硅方面，東芝的碳化硅MOSFET分立器件具有低損耗易設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，應(yīng)用范圍包括充電樁、新能源發(fā)電、電機(jī)和數(shù)據(jù)中心等。其中第二代產(chǎn)品已經(jīng)量產(chǎn)，第三代產(chǎn)品已開始提供工程樣品。
碳化硅MOS模塊方面，目前已推出1200V/600、1700V/400、3300V/800A全碳化硅MOSFET模塊的商業(yè)樣品；1700V/250A、2200V/250A和部分3300V /800A產(chǎn)品為工程樣品。
東芝搭載SiC SBD的混合模塊可滿足電力機(jī)車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)尺寸小、重量輕、節(jié)能的要求，可大幅度降低損耗，適用于新型軌道交通的逆變系統(tǒng)。
▋英飛凌：創(chuàng)新推動(dòng)低碳化和數(shù)字化
本次PCIM Asia上，英飛凌以“推動(dòng)低碳化和數(shù)字化”為主旨，展示其在功率半導(dǎo)體和寬禁帶技術(shù)方面的最新解決方案如何賦能綠色低碳化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。英飛凌的“綠色能源與工業(yè)”、“電動(dòng)交通和電動(dòng)出行”、“智能家居”三大主題展區(qū)多維度、全方位地展示了其涵蓋電力電子全產(chǎn)業(yè)鏈的眾多創(chuàng)新產(chǎn)品、高能效解決方案和本土客戶應(yīng)用案例。
在綠色能源與工業(yè)展區(qū)，英飛凌重點(diǎn)展出的亮點(diǎn)產(chǎn)品和解決方案包括能夠滿足風(fēng)電市場(chǎng)對(duì)高可靠性、高功率密度和更長(zhǎng)使用壽命要求的PrimePACK?3+ .XT增強(qiáng)型模塊；用于光伏發(fā)電的2000V 60A EasyPACK? CoolSiC? MOSFET 3B碳化硅模塊；還有光伏組串逆變器用三路45A三電平Boost MPPT模塊。
英飛凌的MOTIX?品牌的新成員160V MOTIX?三相柵極驅(qū)動(dòng)器IC（6ED2742），通過可擴(kuò)展的產(chǎn)品組合提供低壓電機(jī)控制解決方案。另一款1200V TRENCHSTOP? IGBT7 H7 TO-247封裝分立器件，針對(duì)光儲(chǔ)、UPS、EV充電器、焊機(jī)等應(yīng)用進(jìn)行了專門優(yōu)化，具有更低的開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗，完美適配于不需要短路能力的光儲(chǔ)等應(yīng)用。
在電動(dòng)交通和電動(dòng)出行展區(qū)，英飛凌進(jìn)行了一系列的技術(shù)演示，包括使用英飛凌第二代HybridPACK? Drive碳化硅功率模塊的電機(jī)控制器系統(tǒng)演示、T2G-C駕駛艙演示、尾燈以及LED Ring功能演示等。
在智能家居展區(qū)，英飛凌重點(diǎn)展示的創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案包括一款新型二氧化碳傳感器產(chǎn)品XENSIV? PAS CO2，這是目前全球體型最小的一款基于光聲光譜（PAS）原理的二氧化碳傳感器。
▋納芯微：全面展示光儲(chǔ)充、工控和汽車電子解決方案
納芯微電子圍繞光伏、儲(chǔ)能、充電樁、工業(yè)控制、汽車電子等應(yīng)用領(lǐng)域，全面展示其在傳感器、信號(hào)鏈、電源管理三大方向的創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案，包括電流傳感器、數(shù)字隔離器、接口、隔離采樣、隔離電源、隔離驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)，以及其SiC系列產(chǎn)品等。
納芯微展示的光儲(chǔ)充系統(tǒng)提供一站式半導(dǎo)體解決方案包括：功率器件、驅(qū)動(dòng)、數(shù)字隔離器、隔離接口、傳感器等豐富的產(chǎn)品組合。其中，納芯微隔離芯片基于容隔技術(shù)路線，相比傳統(tǒng)光耦和磁耦，耐壓更高、傳輸速度更快、溫度范圍更寬，工作壽命更長(zhǎng)。在信號(hào)調(diào)制方式方面，納芯微采用Adaptive OOK?編碼技術(shù)，進(jìn)一步提高了隔離器件抗共模噪聲的能力。
納芯微的SiC功率器件產(chǎn)品具有高耐壓、高速開關(guān)、低導(dǎo)通電壓和高效率等特性，有助于降低能耗并縮小系統(tǒng)尺寸，適用于光儲(chǔ)充等高壓、大功率應(yīng)用；其集成式霍爾電流傳感器相比傳統(tǒng)的霍爾模塊，能夠減少50%的占板面積，有效縮小系統(tǒng)尺寸。
納芯微豐富的產(chǎn)品組合可覆蓋工業(yè)電機(jī)、變頻器、伺服電機(jī)、PLC等工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域多種應(yīng)用。此外，納芯微持續(xù)優(yōu)化自身的產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)能力，以滿足不斷發(fā)展的工控領(lǐng)域需求。除傳統(tǒng)的通用產(chǎn)品解決方案之外，納芯微更可為客戶提供系統(tǒng)級(jí)創(chuàng)新與多樣化的選擇。例如：公司使用單顆數(shù)字輸入（DI）隔離器可替代多顆低速或高速光耦器件，能夠有效縮小系統(tǒng)尺寸，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，進(jìn)而降低成本；為小型化PLC主機(jī)與DO模組提供集成式驅(qū)動(dòng)方案，節(jié)省DO模塊PCB設(shè)計(jì)面積，支持小尺寸或者名片式DO模組設(shè)計(jì)。納芯微將繼續(xù)為客戶提供更多具有前瞻性和實(shí)用性的解決方案，助力工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。
納芯微擁有豐富的車規(guī)級(jí)芯片產(chǎn)品定義、開發(fā)和量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，并在大量主流整車廠/汽車一級(jí)供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)批量裝車。與此同時(shí)，納芯微不斷拓展其汽車應(yīng)用的產(chǎn)品組合，如應(yīng)用于汽車主驅(qū)電機(jī)電流檢測(cè)的磁電流傳感器，同時(shí)也在積極開發(fā)和驗(yàn)證車規(guī)級(jí)1200V SiC MOSFET產(chǎn)品。
▋賀利氏：組裝封裝材料亮點(diǎn)呈現(xiàn)
賀利氏電子是電子組裝和封裝材料的領(lǐng)先制造商，致力于為消費(fèi)電子和電腦周邊、汽車、LED、電力電子器件以及通信行業(yè)開發(fā)復(fù)雜的材料解決方案。其核心業(yè)務(wù)涵蓋鍵合絲、組裝材料、厚膜漿料和陶瓷基板等。
此次展示的產(chǎn)品有以下幾類，一是Condura?.ultra無銀活性金屬釬焊（AMB）氮化硅基板。它是一種高性價(jià)比、高可靠性的無銀活性金屬釬焊氮化硅基板，可以將氮化硅基陶瓷與銅箔鍵合在一起。采用特殊工藝開發(fā)的工藝使用新的無銀AMB技術(shù)來獲得高性能氮化硅基板。
二是適用于高性能應(yīng)用的mAgic燒結(jié)銀mAgic，賀利氏mAgic燒結(jié)銀是一種穩(wěn)定、高效的無鉛材料，具有極高的熱導(dǎo)率（100W/mk），可確保LED芯片精確定位，適合無壓燒結(jié)工藝，降低空洞風(fēng)險(xiǎn)，可將電力電子器件的壽命延長(zhǎng)10倍。
三是Die Top System（DTS），它能夠?qū)㈡I合銅線和燒結(jié)工藝完美結(jié)合，在顯著提升載流及導(dǎo)熱能力的同時(shí)，大幅提升產(chǎn)品可靠性，還能優(yōu)化整個(gè)模塊的性能。此外，DTS還能簡(jiǎn)化工業(yè)化生產(chǎn)，最大程度提高盈利能力，加快新一代功率模塊的上市步伐。
另外，CucorAl Plus鋁包銅線是一款由銅芯和鋁包覆層組成的復(fù)合鍵合線，具有優(yōu)異的電氣和機(jī)械性能，可以很方便地取代鋁線，為客戶現(xiàn)有的功率模塊設(shè)計(jì)帶來立竿見影的性能提升。
▋快克芯裝備：突破第三代半導(dǎo)體封裝“卡脖子”技術(shù)
江蘇快克芯裝備科技有限公司是快克智能全資子公司，致力于打造半導(dǎo)體封裝成套解決方案，積極布局先進(jìn)封裝高端設(shè)備領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體業(yè)務(wù)板塊做強(qiáng)做大。
依托精密焊接工藝及裝備自動(dòng)化技術(shù)的積淀，公司自主研發(fā)微納金屬燒結(jié)設(shè)備、預(yù)燒結(jié)固晶機(jī)、IGBT多功能固晶機(jī)、真空焊接爐、甲酸焊接爐及固晶鍵合AOI，為功率半導(dǎo)體客戶提供成套封裝設(shè)備解決方案。
快克芯裝備以“功率半導(dǎo)體封裝及高可靠性焊接”為主題，展示了SiC功率器件封裝解決方案、IGBT功率模塊封裝解決方案、分立器件功率器件封裝解決方案、塑封功率模塊激光打標(biāo)及去膠設(shè)備、功率模塊及器件高可靠性焊接等應(yīng)用場(chǎng)景，助力功率半導(dǎo)體封裝量產(chǎn)智造。
據(jù)介紹，快克布局的新產(chǎn)品，尤其是納米銀燒結(jié)設(shè)備用于SiC芯片市場(chǎng)。2023年，快克歷時(shí)三年開發(fā)成功的銀燒結(jié)工藝設(shè)備，突破第三代半導(dǎo)體封裝“卡脖子”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)替代，已開放打樣，并正在逐步形成訂單。上半年第一臺(tái)已交付使用。
▋賽米控丹佛斯：電力電子傳承經(jīng)典
賽米控丹佛斯是全球電力電子領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，致力于為汽車、工業(yè)和可再生能源等應(yīng)用提供創(chuàng)新解決方案，幫助世界更高效、更可持續(xù)地利用能源，顯著降低碳排放—這也是當(dāng)今世界面臨的最大挑戰(zhàn)之一。賽米控丹佛斯的產(chǎn)品包括半導(dǎo)體器件、功率模塊、模組和系統(tǒng)。
賽米控智能集成功率模塊也被稱為SKiiP模塊，已被驗(yàn)證是一種可靠的電能轉(zhuǎn)換解決方案，具有尺寸緊湊、高度集成的特點(diǎn)。賽米控丹佛斯展示的新一代智能功率模塊SKiiP? 7 IPM能在更加緊湊的體積內(nèi)輸出更大的功率，且單位功率密度下的成本更低。SkiiP 7采用簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，元件更少，結(jié)合了高功率循環(huán)能力和環(huán)境穩(wěn)健性；使用數(shù)字拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和定制ASIC的最新驅(qū)動(dòng)器，充分利用了第7代IGBT的優(yōu)勢(shì)。它采用模塊化設(shè)計(jì)，拓?fù)渑渲渺`活，包括三相全橋和半橋配置，功率覆蓋150kW到2MW應(yīng)用。
在展商論壇上，賽米控丹佛斯分享了SKiiP7--為迎接挑戰(zhàn)而設(shè)計(jì)；SEMITRANS20助力未來大功率變換器；創(chuàng)新的車規(guī)級(jí)SiC功率模塊封裝技術(shù)與材料等精彩內(nèi)容。
文章來源： 劉洪 PSD功率系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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