實現(xiàn)電流和控制信號分離，羅姆新型SiC封裝模塊助力實現(xiàn)更小型的xEV逆變器

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/吳子鵬）憑借高頻、高壓、高效、高耐溫和低損耗的產(chǎn)品特性，目前第三代半導體SiC（碳化硅）器件已經(jīng)成為各行業(yè)打造電氣化方案的首選，進而可以實現(xiàn)更高的功率密度、可靠性和效率。根據(jù)市場調(diào)研機構Yole的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2023年全球SiC功率器件市場規(guī)模達19.72億美元，近五年年均復合增長率達35.79%；在新能源汽車及光伏領域需求的帶動下，全球SiC功率器件市場規(guī)模預計將會在2024年達到26.23億美元。

為了更好地推動SiC產(chǎn)品研發(fā)落地和業(yè)務開展，全球知名半導體制造商羅姆（ROHM）推出了SiC品牌——EcoSiC?。羅姆工作人員表示，EcoSiC?是采用了因性能優(yōu)于硅（Si）而在功率元器件領域備受關注的SiC的元器件品牌。從晶圓生產(chǎn)到制造工藝、封裝和品質(zhì)管理方法，羅姆一直在自主開發(fā)SiC產(chǎn)品升級所必需的技術，目前已經(jīng)確立了SiC領域先進企業(yè)的地位。

EcoSiC?品牌

在解讀EcoSiC?品牌設計時，羅姆工作人員稱，EcoSiC?結(jié)合了“Eco”和“SiC”兩個術語，象征著生態(tài)系統(tǒng)和卓越技術之間的聯(lián)系。該設計集成了電路圖案和六邊形晶體結(jié)構，代表了SiC技術的精確性和創(chuàng)新性。這些要素突出了羅姆對提供先進和可持續(xù)解決方案的承諾。該品牌是羅姆“Power Eco Family（功率節(jié)能家族）”品牌理念的一部分，旨在最大限度地提高電子應用程序的效率和緊湊性，同時對環(huán)境做出積極貢獻。

除了EcoSiC?，羅姆目前還擁有EcoGaN?，該公司還計劃在未來的Eco系列添加高性能硅產(chǎn)品。

羅姆方面的數(shù)據(jù)顯示，預計到該公司2025財年，全球SiC潛在市場規(guī)模將超過2,000億日元，預計到2028財年將達到10,000億日元。羅姆公司的目標是在2025財年取得1,100億日元（約合7.6億美元）的市場份額，在2027財年取得2,200億日元（約合15.2億美元）的市場份額。目前，羅姆在全球已經(jīng)獲得超過130家客戶的SiC訂單，預計到2027財年超過70%的訂單來自歐洲和中國。

SiC市場預測

二合一 SiC封裝模塊

在宣布新品牌的同時，羅姆也推出了EcoSiC?品牌下的一款新品——二合一SiC封裝型模塊“TRCDRIVE pack?”。

在xEV應用場景中，傳統(tǒng)的xEV構成包括DC-DC、OBC、電池以及驅(qū)動單元（牽引逆變器、電機等），未來這些結(jié)構逐漸變?yōu)椤岸嗪弦弧?，比如牽引逆變器、?qū)動用電機、減速器“三合一”而成的一體化結(jié)構。如下圖所示，在牽引逆變器方面，目前用戶可以采用三顆羅姆的二合一SiC封裝型模塊“TRCDRIVE pack?”來構建。羅姆工作人員表示，未來公司也會開發(fā)六合一的SiC封裝型模塊“TRCDRIVE pack?”?！傲弦坏腟iC封裝型模塊‘TRCDRIVE pack?’會配有散熱器，將于2024年第二季度開始供應樣品，相比以往的SiC殼體型模塊，功率密度提升了1.3倍，有助于加快設計符合規(guī)格要求的牽引逆變器和產(chǎn)品陣容擴展?！?br />

基于“二合一”和“六合一”的牽引逆變器設計

值得注意的是，TRCDRIVE pack?是牽引逆變器驅(qū)動用SiC封裝型模塊的專用商標，標有該商標的產(chǎn)品利用羅姆自有的結(jié)構，更大程度地擴大了散熱面積，從而實現(xiàn)了緊湊型封裝。就以二合一SiC封裝型模塊“TRCDRIVE pack?”來說，這款模塊通過創(chuàng)新的設計實現(xiàn)了更小的器件體積且無需焊接。

下圖是二合一SiC封裝型模塊“TRCDRIVE pack?”的真實產(chǎn)品圖，可以非常明顯地看到，和傳統(tǒng)SiC模塊不同，羅姆SiC封裝型模塊“TRCDRIVE pack?”體積更小，且模塊頂部配備了“Press fit pin”方式的控制用信號引腳。

二合一SiC封裝型模塊“TRCDRIVE pack?”

羅姆工作人員介紹稱，創(chuàng)新的產(chǎn)品設計讓二合一SiC封裝型模塊“TRCDRIVE pack?”具有四大明顯的優(yōu)勢：

·小型化：采用電流和控制信號分離的羅姆自有機構，相較于傳統(tǒng)封裝，實現(xiàn)了28%的器件體積下降；
·高功率密度：通過盡可能擴大主電流布線中的電流路徑和采用雙層布線結(jié)構，以及銀燒結(jié)、高性能樹脂（Tg>230℃）等領先工藝，實現(xiàn)了1.5倍業(yè)界超高的功率密度；
·減少安裝工時：模塊頂部配備了“Press fit pin”方式的控制用信號引腳，柵極驅(qū)動器電路板只需從頂部按下即可完成連接，無需焊接電路板，并克服了傳統(tǒng)模塊引腳公差難確認的問題；
·大量生產(chǎn)：二合一SiC封裝型模塊“TRCDRIVE pack?”雖然是模塊，但已經(jīng)確定了類似于分立產(chǎn)品的量產(chǎn)體系，和普通SiC模塊相比，量產(chǎn)效率提高了約30倍。

結(jié)語

EcoSiC?品牌的推出，體現(xiàn)出羅姆致力于從晶圓生產(chǎn)到制造工藝、封裝到產(chǎn)品設計，全面引領全球SiC器件發(fā)展的決心。二合一SiC封裝型模塊“TRCDRIVE pack?”很好地體現(xiàn)了羅姆EcoSiC?品牌的領先性，在終端用戶非常在意的體積和散熱問題上給出了更好的解決方案，助力實現(xiàn)更高的功率密度。