PCIM Asia | 功率半导体、材料、封装等头部企业带来新技术和新解决方案

PCIM Asia 2023（上海国际电力元件、可再生能源管理展览会暨研讨会）日前在上海隆重举行，它是亚洲电力电子技术发展及在能源效率和智能运动控制领域的综合解决方案的最佳展示平台之一。展会涵盖组件、驱动控制、散热管理和智能系统等，为各类买家提供解决方案。

以下将呈现PCIM Asia 2023上功率半导体、材料、封装等方面的一些头部企业的展位，了解他们此次带来的各种新技术和新的解决方案。艾邦搭建有碳化硅产业链交流群，欢迎大家识别下方二维码，关注公众号，通过底部菜单申请加入。

▋安森美：定义“硬核”科技

安森美在展会期间发表了重磅主题演讲，包括一种碳化硅功率模块的建模和验证、碳化硅加速新一代光储充应用创新、安森美快速DC充电桩方案，帮助与会者快速把握产业新方向。

在展会上，安森美展示了突破性的Elite Power在线仿真工具和PLECS模型自助生成工具。两款产品适用于软/硬开关应用，有助于工程师在开发的早期阶段，通过对复杂电力电子应用进行系统级仿真，获得有价值的参考信息，从而无需耗费成本和时间进行硬件制造和测试，使其工作更加高效。

安森美最近扩展了1200V M3S EliteSiC MOSFET系列的产品，支持更高的开关速度，以适配越来越多的800V电动汽车车载充电器（OBC）和能源基础设施应用，助力电力电子工程师实现更出色的能效和更低系统成本。展示的产品包括1200V M3S EliteSiC和驱动SiC MOSFET的NCP/NCV51561评估套件。

安森美首次在国内展出的第7代IGBT（FS7 IGBT）是一款新颖的1200V器件，具备出类拔萃的性能，开关损耗和导通损耗低，可实现高能效的能源基础设施。Q-DAUL 3模块将FS7 IGBT应用拓展至中等功率工业领域，同时提高电动汽车主驱逆变器的功率密度。

安森美还展示了汽车、能源、工业市场的全系方案与客户应用，包括：用于电动汽车主驱逆变器的VE-Trac系列；用于更高能效智能电源的25kW电动汽车充电桩套件；采用EliteSiC技术实现400V和800V双向充电方案；涵盖光伏和工业自动化市场的功率集成模块（PIM），以及超高密度（UHD）电源方案。

▋三菱电机：为功率半导体按下“加速键”

作为本届展会的赞助商，三菱电机半导体携变频家电用智能功率模块SLIMDIP-Z™、工业与新能源发电用三电平IGBT模块、新型3.3kV高压SiC-MOSFET模块、下一代电动汽车专用功率模块4款新品及其他涵盖多个电力电子应用领域的14款经典产品全线亮相，以行业发展和应用为导向，全面展示三菱电机功率器件的产品及技术趋势。

为了适应变频家电市场高可靠性、低成本、小型化等应用需求，三菱电机优化了SLIMDIP-Z™内部结构，扩大了RC-IGBT芯片的安装面积并采用了全新的绝缘导热垫片可使热阻降低约40%。SLIMDIP系列封装，帮助设计者缩短开发时间帮助，实现更简单、更小型的家用电器逆变系统。

在工业与新能源行业，本次展示的这款工业与新能源发电用三电平IGBT模块，采用了T型三电平拓扑。半桥部分采用了1200V第7代IGBT，而交流开关部分采用了650V第7代IGBT。

在轨道牵引行业，继3.3kV/185A、3.3kV/375A和3.3kV/750A全碳化硅模块之后，三菱电机新开发了一款集成SBD的SiC-MOSFET模块，其规格为3.3kV/800A，它将有助于为铁路、电力系统及大型工业变流系统提供更大功率密度、更高效率和可靠性。

在电动汽车行业，三菱电机正在开发下一代电动汽车专用功率模块。该系列模块拥有1300V和750V两个电压等级，分别采用SiC MOSFET和RC-IGBT芯片技术。该系列模块采用三菱电机擅长的压注模工艺。在保证可靠性的同时，大大提升生产效率。

▋罗姆：主推碳化硅和氮化镓解决方案

罗姆聚焦碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带半导体，展示了面向工业设备和汽车领域的丰富产品阵容及解决方案。采用世界先进的碳化硅为核心的功率元器件技术，以及充分发挥其性能的控制IC和模块技术，罗姆在提供电源解决方案的同时，为工业设备和汽车领域的节能化、小型化赋能。

罗姆的碳化硅技术优势由来已久，在碳化硅功率元器件和模块的开发领域处于先进地位，其碳化硅器件拥有低导通电阻特性以及出色的高温、高频和高压性能，已成为下一代低损耗半导体可行的理想选择。

罗姆先进的SiC MOSFET技术实现了业界领先的低导通电阻，大幅减少了开关损耗，支持15V和18V栅极-源极电压，有助于实现汽车逆变器和各种开关电源等各种应用显著的小型化和低功耗。

罗姆第4代SiC MOSFET（SCT4 series）通过进一步改进自创的双沟槽结构，改善了EV牵引逆变器等应用所需的短路耐受时间，与第3代SiC MOSFET相比，通过进一步改进原始的双沟槽结构，在不牺牲短路耐受时间的情况下，导通电阻降低约40%，为业内超低级别；开关损耗亦可降低约50%。新一代产品有助于提高电动汽车、数据中心、基站和智能电网等高电压和大容量应用的便利性和功率转换效率。

GaN HEMT作为一种非常有助于提高功率转换效率和实现器件小型化的器件被寄予厚望。2022年，罗姆将栅极耐压高达8V的150V耐压GaN HEMT投入量产；2023年3月，又确立了能够更大程度地发挥出GaN性能的控制IC技术。近期，为助力各种电源系统的效率提升和小型化，罗姆推出了器件性能达到业界超高水平的650V耐压GaN HEMT。

此外，罗姆还结合自身功率电子和模拟两大核心技术优势，推出了EcoGaN™ Power Stage IC“BM3G0xxMUV-LB”。该产品集GaN HEMT和栅极驱动器于一体，使GaN器件可轻松安装在服务器和AC适配器当中，减少这些应用等的功率损耗和体积。

在面向电动汽车及工业设备的高性能解决方案方面，罗姆展示的BM611x系列采用独创的微细加工工艺开发的片上变压器，实现了小型、内置绝缘元件的栅极驱动器。罗姆还展示了针对各种外接交流电源的AC-DC转换器IC产品系列（650V、800V、1700V），利用准谐振操作可实现软开关，有助于保持较低的EMI，以实现性能更高的系统。

▋东芝：聚焦四大领域大功率应用

东芝在本次展会上重点展出了：双栅极RC-IEGT、东芝大功率器件IEGT、IEGT PPI Stack、全碳化硅模块、智能功率器件、车载分立器件和分立器件封装产品线。这些产品和解决方案广泛应用于风力发电、牵引、电力输配电和工业变频器四大领域。

在分立器件方面，东芝展示了高效节能功率MOSFET，包括低压系列U-MOS和高压系列DTMOS。技术上，东芝的U-MOS9-H和U-MOS10-H采用沟道工艺，栅极的垂直沟道U型结构可以提高集成密度，降低导通电阻；DTMOS5和DTMOS6采用超级结工艺，P层的垂直构造工艺使东芝的系列产品可以在拥有高耐压的同时保持低导通电阻的性能。另外，通过应用单层外延的工艺技术，得益于精简的几何构造及生产过程，DTMOS6可以实现高性能、高效率。

东芝的高可靠性、节能、省空间的光电器件包括光耦和光继电器。由于采用了新的LED技术，并利用高性能的检测芯片来估算光衰，使光耦具备使用寿命长、可靠性高，以及能够在高温条件下使用的特点。

东芝大功率器件IEGT采用高耐压技术和低损耗技术（SiC元器件等），已经为柔直输配电作出了贡献，适用范围包括能源链中的：发电、输配电和应用端。东芝的压接式封装IEGT（PPI）内部采用电流、电压均等分布的排列方式，装有多个IEGT芯片。

在碳化硅方面，东芝的碳化硅MOSFET分立器件具有低损耗易设计的特点，应用范围包括充电桩、新能源发电、电机和数据中心等。其中第二代产品已经量产，第三代产品已开始提供工程样品。

碳化硅MOS模块方面，目前已推出1200V/600、1700V/400、3300V/800A全碳化硅MOSFET模块的商业样品；1700V/250A、2200V/250A和部分3300V /800A产品为工程样品。

东芝搭载SiC SBD的混合模块可满足电力机车驱动控制系统尺寸小、重量轻、节能的要求，可大幅度降低损耗，适用于新型轨道交通的逆变系统。

▋英飞凌：创新推动低碳化和数字化

本次PCIM Asia上，英飞凌以“推动低碳化和数字化”为主旨，展示其在功率半导体和宽禁带技术方面的最新解决方案如何赋能绿色低碳化和数字化转型。英飞凌的“绿色能源与工业”、“电动交通和电动出行”、“智能家居”三大主题展区多维度、全方位地展示了其涵盖电力电子全产业链的众多创新产品、高能效解决方案和本土客户应用案例。

在绿色能源与工业展区，英飞凌重点展出的亮点产品和解决方案包括能够满足风电市场对高可靠性、高功率密度和更长使用寿命要求的PrimePACK™3+ .XT增强型模块；用于光伏发电的2000V 60A EasyPACK™ CoolSiC™ MOSFET 3B碳化硅模块；还有光伏组串逆变器用三路45A三电平Boost MPPT模块。

英飞凌的MOTIX™品牌的新成员160V MOTIX™三相栅极驱动器IC（6ED2742），通过可扩展的产品组合提供低压电机控制解决方案。另一款1200V TRENCHSTOP™ IGBT7 H7 TO-247封装分立器件，针对光储、UPS、EV充电器、焊机等应用进行了专门优化，具有更低的开关损耗和导通损耗，完美适配于不需要短路能力的光储等应用。

在电动交通和电动出行展区，英飞凌进行了一系列的技术演示，包括使用英飞凌第二代HybridPACK™ Drive碳化硅功率模块的电机控制器系统演示、T2G-C驾驶舱演示、尾灯以及LED Ring功能演示等。

在智能家居展区，英飞凌重点展示的创新产品和解决方案包括一款新型二氧化碳传感器产品XENSIV™ PAS CO2，这是目前全球体型最小的一款基于光声光谱（PAS）原理的二氧化碳传感器。

▋纳芯微：全面展示光储充、工控和汽车电子解决方案

纳芯微电子围绕光伏、储能、充电桩、工业控制、汽车电子等应用领域，全面展示其在传感器、信号链、电源管理三大方向的创新产品和解决方案，包括电流传感器、数字隔离器、接口、隔离采样、隔离电源、隔离驱动、电机驱动，以及其SiC系列产品等。

纳芯微展示的光储充系统提供一站式半导体解决方案包括：功率器件、驱动、数字隔离器、隔离接口、传感器等丰富的产品组合。其中，纳芯微隔离芯片基于容隔技术路线，相比传统光耦和磁耦，耐压更高、传输速度更快、温度范围更宽，工作寿命更长。在信号调制方式方面，纳芯微采用Adaptive OOK®编码技术，进一步提高了隔离器件抗共模噪声的能力。

纳芯微的SiC功率器件产品具有高耐压、高速开关、低导通电压和高效率等特性，有助于降低能耗并缩小系统尺寸，适用于光储充等高压、大功率应用；其集成式霍尔电流传感器相比传统的霍尔模块，能够减少50%的占板面积，有效缩小系统尺寸。

纳芯微丰富的产品组合可覆盖工业电机、变频器、伺服电机、PLC等工业自动化领域多种应用。此外，纳芯微持续优化自身的产品技术开发能力，以满足不断发展的工控领域需求。除传统的通用产品解决方案之外，纳芯微更可为客户提供系统级创新与多样化的选择。例如：公司使用单颗数字输入（DI）隔离器可替代多颗低速或高速光耦器件，能够有效缩小系统尺寸，简化了系统设计，进而降低成本；为小型化PLC主机与DO模组提供集成式驱动方案，节省DO模块PCB设计面积，支持小尺寸或者名片式DO模组设计。纳芯微将继续为客户提供更多具有前瞻性和实用性的解决方案，助力工业自动化领域的进一步发展。

纳芯微拥有丰富的车规级芯片产品定义、开发和量产经验，并在大量主流整车厂/汽车一级供应商实现批量装车。与此同时，纳芯微不断拓展其汽车应用的产品组合，如应用于汽车主驱电机电流检测的磁电流传感器，同时也在积极开发和验证车规级1200V SiC MOSFET产品。

▋贺利氏：组装封装材料亮点呈现

贺利氏电子是电子组装和封装材料的领先制造商，致力于为消费电子和电脑周边、汽车、LED、电力电子器件以及通信行业开发复杂的材料解决方案。其核心业务涵盖键合丝、组装材料、厚膜浆料和陶瓷基板等。

此次展示的产品有以下几类，一是Condura™.ultra无银活性金属钎焊（AMB）氮化硅基板。它是一种高性价比、高可靠性的无银活性金属钎焊氮化硅基板，可以将氮化硅基陶瓷与铜箔键合在一起。采用特殊工艺开发的工艺使用新的无银AMB技术来获得高性能氮化硅基板。

二是适用于高性能应用的mAgic烧结银mAgic，贺利氏mAgic烧结银是一种稳定、高效的无铅材料，具有极高的热导率（100W/mk），可确保LED芯片精确定位，适合无压烧结工艺，降低空洞风险，可将电力电子器件的寿命延长10倍。

三是Die Top System（DTS），它能够将键合铜线和烧结工艺完美结合，在显著提升载流及导热能力的同时，大幅提升产品可靠性，还能优化整个模块的性能。此外，DTS还能简化工业化生产，最大程度提高盈利能力，加快新一代功率模块的上市步伐。

另外，CucorAl Plus铝包铜线是一款由铜芯和铝包覆层组成的复合键合线，具有优异的电气和机械性能，可以很方便地取代铝线，为客户现有的功率模块设计带来立竿见影的性能提升。

▋快克芯装备：突破第三代半导体封装“卡脖子”技术

江苏快克芯装备科技有限公司是快克智能全资子公司，致力于打造半导体封装成套解决方案，积极布局先进封装高端设备领域，实现半导体业务板块做强做大。

依托精密焊接工艺及装备自动化技术的积淀，公司自主研发微纳金属烧结设备、预烧结固晶机、IGBT多功能固晶机、真空焊接炉、甲酸焊接炉及固晶键合AOI，为功率半导体客户提供成套封装设备解决方案。

快克芯装备以“功率半导体封装及高可靠性焊接”为主题，展示了SiC功率器件封装解决方案、IGBT功率模块封装解决方案、分立器件功率器件封装解决方案、塑封功率模块激光打标及去胶设备、功率模块及器件高可靠性焊接等应用场景，助力功率半导体封装量产智造。

据介绍，快克布局的新产品，尤其是纳米银烧结设备用于SiC芯片市场。2023年，快克历时三年开发成功的银烧结工艺设备，突破第三代半导体封装“卡脖子”技术，实现了国产替代，已开放打样，并正在逐步形成订单。上半年第一台已交付使用。

▋赛米控丹佛斯：电力电子传承经典

赛米控丹佛斯是全球电力电子领域的技术领导者，致力于为汽车、工业和可再生能源等应用提供创新解决方案，帮助世界更高效、更可持续地利用能源，显著降低碳排放—这也是当今世界面临的最大挑战之一。赛米控丹佛斯的产品包括半导体器件、功率模块、模组和系统。

赛米控智能集成功率模块也被称为SKiiP模块，已被验证是一种可靠的电能转换解决方案，具有尺寸紧凑、高度集成的特点。赛米控丹佛斯展示的新一代智能功率模块SKiiP® 7 IPM能在更加紧凑的体积内输出更大的功率，且单位功率密度下的成本更低。SkiiP 7采用简化设计，元件更少，结合了高功率循环能力和环境稳健性；使用数字拓扑结构和定制ASIC的最新驱动器，充分利用了第7代IGBT的优势。它采用模块化设计，拓扑配置灵活，包括三相全桥和半桥配置，功率覆盖150kW到2MW应用。

在展商论坛上，赛米控丹佛斯分享了SKiiP7--为迎接挑战而设计；SEMITRANS20助力未来大功率变换器；创新的车规级SiC功率模块封装技术与材料等精彩内容。

文章来源： 刘洪 PSD功率系统设计

推荐活动：【邀请函】第二届功率半导体IGBT/SiC产业论坛（11月8日·深圳）

原文始发于微信公众号（艾邦半导体网）：PCIM Asia | 功率半导体、材料、封装等头部企业带来新技术和新解决方案