全新SiC塑封模塊，羅姆革新了哪些？

羅姆的EcoSiC? TRCDRIVE pack? 模塊以小型化、高功率密度及易量產(chǎn)等特點(diǎn)，革新了電動(dòng)汽車(chē)逆變器技術(shù)，推動(dòng)行業(yè)向更高性能和可靠性邁進(jìn)。

目前，SiC的最大應(yīng)用市場(chǎng)是電動(dòng)汽車(chē)。

電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵組件包括車(chē)載充電器(OBC)、直流變換器(DC-DC)和驅(qū)動(dòng)單元(如牽引逆變器和電機(jī))等。不同廠商的解決方案可能有所差異，存在三合一、單獨(dú)電控或多功能合一等多種形式。

SiC在xEV中的應(yīng)用，圖源羅姆

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要依靠功率器件(如IGBT和SiC)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在大多數(shù)情況下，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要三相配置來(lái)匹配電機(jī)的工作方式。每個(gè)相位包含兩個(gè)MOSFET組成的橋臂，形成了六個(gè)橋臂結(jié)構(gòu)。常見(jiàn)的設(shè)計(jì)方案包括將兩個(gè)MOSFET集成在一個(gè)模塊內(nèi)的二合一模塊，或是將六個(gè)MOSFET集成在一起的六合一模塊。

根據(jù)第三方機(jī)構(gòu)Yole Group的研究報(bào)告，牽引逆變器對(duì)功率的要求最高，也是SiC和IGBT的主要應(yīng)用領(lǐng)域。電動(dòng)汽車(chē)功率器件細(xì)分市場(chǎng)顯示，全SiC模塊占主導(dǎo)地位。

隨著電動(dòng)汽車(chē)對(duì)高可靠性和高性能需求的增長(zhǎng)，羅姆在這一市場(chǎng)的份額持續(xù)上升。

羅姆在SiC技術(shù)方面起步較早，2009年通過(guò)收購(gòu)德國(guó)的晶圓廠SiCrystal奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

從晶圓生產(chǎn)到制造工藝、封裝和品質(zhì)管理，羅姆一直在自主研發(fā)SiC產(chǎn)品升級(jí)所需的技術(shù)，在制造過(guò)程中采用的是一貫制生產(chǎn)體系，目前已經(jīng)確立了SiC領(lǐng)域先進(jìn)企業(yè)的地位。

在近期舉辦的PCIM Asia展會(huì)期間，羅姆首次展出了其最新的技術(shù)創(chuàng)新成果——EcoSiC? TRCDRIVE packTM SiC塑封模塊。

專(zhuān)為電動(dòng)汽車(chē)牽引逆變器打造，

兼具四大賣(mài)點(diǎn)

TRCDRIVE packTM模塊，圖源羅姆

TRCDRIVE packTM模塊是羅姆專(zhuān)門(mén)針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)主機(jī)逆變器量身定制的產(chǎn)品，具備四大核心優(yōu)勢(shì)：小型化、高功率密度、減少安裝工時(shí)及易于大批量生產(chǎn)。

這款新型二合一SiC封裝型模塊內(nèi)置第4代SiC MOSFET，在散熱性能優(yōu)異的小型封裝中減小28%的尺寸。

TRCDRIVE packTM模塊采用使電流在內(nèi)部芯片間均勻流動(dòng)的羅姆自有布局設(shè)計(jì)，同時(shí)采用Press fit pin工藝使主電流和控制信號(hào)的路徑分離。

通過(guò)采用Cu Clip布線和優(yōu)化的功率端子設(shè)計(jì)，該模塊實(shí)現(xiàn)了達(dá)普通產(chǎn)品1.5倍的業(yè)界超高功率密度，非常有助于xEV逆變器的小型化；在滿足電動(dòng)汽車(chē)對(duì)于高性能功率器件需求的同時(shí)，樹(shù)脂材料的選擇確保了模塊在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性。

通常來(lái)講，要在封裝型模塊中實(shí)現(xiàn)Press fit pin時(shí)，由于需要在引腳已安裝于引線框架上的狀態(tài)下用樹(shù)脂進(jìn)行密封，因此很難確保引腳之間的公差。

但是，TRCDRIVE packTM模塊通過(guò)內(nèi)部布局和羅姆自有的封裝技術(shù)，攻克了這一難題。柵極驅(qū)動(dòng)器電路板只需從頂部按下即可完成連接，大大減少了制造工時(shí)。

安裝示意，圖源羅姆

目前，羅姆已經(jīng)確立離散型量產(chǎn)體系，不僅可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，而且提供可在接近實(shí)際電路條件的狀態(tài)下進(jìn)行評(píng)估的套件。

為了滿足不同電動(dòng)汽車(chē)平臺(tái)的需求，TRCDRIVE packTM模塊提供了750V和1200V兩種不同的耐壓等級(jí)選項(xiàng)。其中，750V版本面向正在從硅基向SiC過(guò)渡的低壓平臺(tái)，而1200V版本則適用于高壓平臺(tái)。

提供全方位解決方案，

開(kāi)拓更多中國(guó)市場(chǎng)

羅姆認(rèn)為，要充分發(fā)揮SiC功率器件的優(yōu)勢(shì)，周邊配套同樣至關(guān)重要。

除了SiC功率器件本身，羅姆還提供一系列周邊元件，如隔離柵極驅(qū)動(dòng)IC、電源管理IC、電流檢測(cè)電阻以及二三極管等，構(gòu)成了完整的解決方案。

羅姆在xEV驅(qū)動(dòng)部的關(guān)鍵器件，圖源羅姆

羅姆的柵極驅(qū)動(dòng)IC采用羅姆獨(dú)有的無(wú)磁芯變壓器隔離技術(shù)，并結(jié)合其在模擬器件領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)，提供了包括內(nèi)部芯片保護(hù)、溫度監(jiān)控、內(nèi)置電源及保護(hù)電路等功能。

自2016年起，羅姆率先實(shí)現(xiàn)了磁隔離柵極驅(qū)動(dòng)器的量產(chǎn)，并在全球電動(dòng)汽車(chē)電控市場(chǎng)的磁隔離份額中占據(jù)了領(lǐng)先地位。

如今，隨著SiC需求的不斷增長(zhǎng)，羅姆計(jì)劃在2025年推出第5代碳化硅MOSFET，并預(yù)計(jì)同年實(shí)現(xiàn)8英寸碳化硅晶圓的商業(yè)化供應(yīng)。

羅姆在SiC領(lǐng)域的雄心不僅于此。2025財(cái)年，羅姆希望其SiC業(yè)務(wù)達(dá)到1100億日元的銷(xiāo)售額，并在2027財(cái)年進(jìn)一步增長(zhǎng)至2200億日元。

為此，羅姆不僅加強(qiáng)了現(xiàn)有的產(chǎn)品線，還計(jì)劃推出在散熱器上安裝三個(gè)模塊的六合一SiC封裝型模塊。該模塊比以往的SiC殼體型模塊提升1.3倍的功率密度，更有助于牽引逆變器的小型化，預(yù)計(jì)2024年第二季度開(kāi)始供應(yīng)樣品。

目前統(tǒng)計(jì)到2027年量產(chǎn)的所有項(xiàng)目，羅姆已經(jīng)在全球范圍內(nèi)獲得130家以上的Design-win，其中包括基本半導(dǎo)體、芯馳科技、正海集團(tuán)、臻驅(qū)科技等車(chē)載相關(guān)的中國(guó)企業(yè)。

羅姆半導(dǎo)體(上海)有限公司深圳分公司技術(shù)中心高級(jí)經(jīng)理蘇勇錦提到，羅姆希望和中國(guó)更多優(yōu)秀的合作伙伴一起，持續(xù)發(fā)展中國(guó)市場(chǎng)。

期待羅姆為中國(guó)乃至全球電動(dòng)汽車(chē)制造商提供更為卓越的功率解決方案。

本文為嗶哥嗶特資訊原創(chuàng)文章，未經(jīng)允許和授權(quán)，不得轉(zhuǎn)載

審核編輯 黃宇