~開關(guān)損耗降低85%,大幅減少了工業(yè)設(shè)備等的功率損耗~
日本知名半導(dǎo)體制造商羅姆株式會(huì)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(nèi)置功率半導(dǎo)體元件全部采用SiC(Silicon Carbide:碳化硅)構(gòu)成。
此產(chǎn)品安裝在工業(yè)設(shè)備和太陽能電池等中負(fù)責(zé)電力轉(zhuǎn)換的變頻器、轉(zhuǎn)換器上,與普通的Si(硅)材質(zhì)的IGBT模塊相比,具備以下優(yōu)勢(shì),有效解決了世界能源和資源等地球環(huán)境問題。
●開關(guān)損耗降低85%
●與傳統(tǒng)的400A級(jí)別的Si-IGBT模塊相替換時(shí),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(shí)現(xiàn)設(shè)備整體的小型化
本產(chǎn)品計(jì)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(shè)備和太陽能電池、電動(dòng)汽車、鐵路等電力電子技術(shù)領(lǐng)域,與Si元件相比,電力轉(zhuǎn)換時(shí)損耗少、材料性能卓越的SiC元件/模塊的實(shí)際應(yīng)用備受期待。
根據(jù)估算,將傳統(tǒng)的Si半導(dǎo)體全部替換為SiC后的節(jié)能效果,僅在日本國內(nèi)就相當(dāng)于4座核電站的發(fā)電量※2,因此,各公司都已強(qiáng)化了相關(guān)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(shí)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(lǐng)先。
與此同時(shí),關(guān)于“全SiC”模塊,即所內(nèi)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(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
※1:根據(jù)羅姆的調(diào)查(截止2012年3月22日)
※2:根據(jù)日本工程振興協(xié)會(huì)(ENAA)的調(diào)查:截止2020年日本國內(nèi)主要領(lǐng)域都導(dǎo)入了SiC功率元件的情況下
(按1座100萬kW級(jí)的核電站=8.8TWh/年估算)
此次,通過羅姆開發(fā)出的獨(dú)創(chuàng)的缺陷控制技術(shù)和篩選法,使可靠性得以確保。另外,針對(duì)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(shù),于世界首家確立了“全SiC”功率模塊的量產(chǎn)體制。
內(nèi)置最先進(jìn)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(zhuǎn)換時(shí)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(guān)和低損耗化,可以與額定電流為200~400A的Si-IGBT模塊進(jìn)行替換。
不僅如此,通過設(shè)計(jì)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(jí)別的Si-IGBT模塊時(shí),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(shè)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(qiáng)實(shí)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(shí),不斷推進(jìn)完善SiC 溝槽式MOSFET和SiC-IPM(智能電源模塊)等SiC相關(guān)產(chǎn)品的陣容與量產(chǎn)化。
<特點(diǎn)>
開關(guān)損耗降低85%
內(nèi)置了最先進(jìn)的SiC-SBD與SiC-MOSFET的“全SiC”模塊,與傳統(tǒng)的Si-IGBT相比,開關(guān)損耗可降低85%。
實(shí)現(xiàn)小型、輕薄封裝
通過設(shè)計(jì)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(shè)備的小型化需求。
<電路圖>
<術(shù)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(dǎo)體場效應(yīng)晶體管,是FET中最被普遍使用的結(jié)構(gòu)。作為開關(guān)元件使用。
?SBD(肖特基勢(shì)壘二極管Schottky Barrier Diode 的簡稱)
使金屬和半導(dǎo)體接觸從而形成肖特基結(jié),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(chǔ)效應(yīng),高速性能卓越”的特點(diǎn)。
【關(guān)于羅姆(ROHM)】
羅姆(ROHM)是全球著名半導(dǎo)體廠商之一,創(chuàng)立于1958年,是總部位于日本京都市的跨國集團(tuán)公司。“品質(zhì)第一”是羅姆的一貫方針。我們始終將產(chǎn)品質(zhì)量放在第一位。無論遇到多大的困難,都將為國內(nèi)外用戶源源不斷地提供大量優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,并為文化的進(jìn)步與提高作出貢獻(xiàn)。
歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,羅姆的生產(chǎn)、銷售、研發(fā)網(wǎng)絡(luò)遍及世界各地。產(chǎn)品涉及多個(gè)領(lǐng)域,其中包括IC、分立半導(dǎo)體、光學(xué)半導(dǎo)體、被動(dòng)元件以及模塊產(chǎn)品。在世界電子行業(yè)中,羅姆的眾多高品質(zhì)產(chǎn)品得到了市場的許可和贊許,成為系統(tǒng)IC和最新半導(dǎo)體技術(shù)方面首屈一指的主導(dǎo)企業(yè)。
羅姆十分重視中國市場,已陸續(xù)在全國設(shè)立多家代表機(jī)構(gòu),在大連和天津先后開設(shè)工廠,并在上海和深圳設(shè)立技術(shù)中心和品質(zhì)保證中心提供技術(shù)和品質(zhì)支持。
【關(guān)于羅姆(ROHM)在華業(yè)務(wù)的發(fā)展】
作為在中國市場的銷售基地,最早于1974年成立了羅姆半導(dǎo)體香港有限公司,隨后,隨著中國電子市場的擴(kuò)大,在1999年成立了羅姆半導(dǎo)體(上海)有限公司,2003年成立了羅姆半導(dǎo)體貿(mào)易(大連)有限公司,2006年成立了羅姆半導(dǎo)體(深圳)有限公司,至今已形成了以這4家銷售公司和18家分公司為結(jié)構(gòu)的銷售網(wǎng)絡(luò)(分公司:北京、天津、青島、長春、南京、無錫、蘇州、杭州、寧波、西安、武漢、東莞、廣州、惠州、廈門、珠海、成都、重慶)。
并且,作為技術(shù)支持基地,1993年開設(shè)了香港技術(shù)中心,2000年開設(shè)了上海技術(shù)中心,2006年開設(shè)了深圳技術(shù)中心。作為生產(chǎn)基地,1993年在天津(羅姆半導(dǎo)體(中國)有限公司)和大連(羅姆電子大連有限公司)分別建立了生產(chǎn)工廠。在天津進(jìn)行晶體管、二極管、LED、半導(dǎo)體激光、LED顯示器的生產(chǎn)、在大連進(jìn)行電源模塊、熱敏打印頭、多線傳感頭、光電模塊的生產(chǎn),作為羅姆半導(dǎo)體集團(tuán)的主力生產(chǎn)基地,源源不斷地向中國國內(nèi)外提供高品質(zhì)產(chǎn)品。
此外,作為社會(huì)貢獻(xiàn)活動(dòng)中的一環(huán),羅姆還致力于與國內(nèi)外眾多研究機(jī)關(guān)和企業(yè)加強(qiáng)合作,積極推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的研發(fā)活動(dòng)。2006年與清華大學(xué)簽訂了產(chǎn)學(xué)聯(lián)合框架協(xié)議,積極地展開關(guān)于電子元器件最尖端技術(shù)開發(fā)的產(chǎn)學(xué)聯(lián)合。
2008年,在清華大學(xué)內(nèi)由羅姆捐資(建設(shè)費(fèi)約20億日元)建設(shè)“清華羅姆電子工程館”,并已于2011年4月竣工。 除清華大學(xué)之外,羅姆還與西安交通大學(xué)、電子科技大學(xué)、浙江大學(xué)和同濟(jì)大學(xué)等高校進(jìn)行產(chǎn)學(xué)合作,不斷結(jié)出豐碩成果。
起初,羅姆進(jìn)入中國市場的目的是為日本以及歐美、韓國等電子產(chǎn)品制造商的中國生產(chǎn)基地提供周到的銷售支持、產(chǎn)品供給,以此展開業(yè)務(wù)。但是隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,中國電子市場的壯大,正在面向發(fā)展壯大起來的中國電子制造商建立積極的和銷售體制。
為了迅速且準(zhǔn)確應(yīng)對(duì)不斷擴(kuò)大的中國市場的要求,在中國構(gòu)建了與羅姆日本同樣的集開發(fā)、銷售、制造與一體的一條龍?bào)w制。特別加強(qiáng)應(yīng)對(duì)內(nèi)陸地區(qū),于2010年下半期至今新開設(shè)了西安、成都、重慶、武漢、長春5家分公司。并且,計(jì)劃在今后以本地工程師為中心,將各設(shè)計(jì)中心的開發(fā)人員和FAE人數(shù)增倍。
評(píng)論
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