電子發燒友網報道(文/吳子鵬)憑借高頻、高壓、高效、高耐溫和低損耗的產品特性,目前第三代半導體SiC(碳化硅)器件已經成為各行業打造電氣化方案的首選,進而可以實現更高的功率密度、可靠性和效率。根據市場調研機構Yole的統計數據,2023年全球SiC功率器件市場規模達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功率器件市場規模預計將會在2024年達到26.23億美元。
為了更好地推動SiC產品研發落地和業務開展,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。從晶圓生產到制造工藝、封裝和品質管理方法,羅姆一直在自主開發SiC產品升級所必需的技術,目前已經確立了SiC領域先進企業的地位。
EcoSiC?品牌
在解讀EcoSiC?品牌設計時,羅姆工作人員稱,EcoSiC?結合了“Eco”和“SiC”兩個術語,象征著生態系統和卓越技術之間的聯系。該設計集成了電路圖案和六邊形晶體結構,代表了SiC技術的精確性和創新性。這些要素突出了羅姆對提供先進和可持續解決方案的承諾。該品牌是羅姆“Power Eco Family(功率節能家族)”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品。
羅姆方面的數據顯示,預計到該公司2025財年,全球SiC潛在市場規模將超過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,傳統的xEV構成包括DC-DC、OBC、電池以及驅動單元(牽引逆變器、電機等),未來這些結構逐漸變為“多合一”,比如牽引逆變器、驅動用電機、減速器“三合一”而成的一體化結構。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,未來公司也會開發六合一的SiC封裝型模塊“TRCDRIVE pack?”。“六合一的SiC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格要求的牽引逆變器和產品陣容擴展。”
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?是牽引逆變器驅動用SiC封裝型模塊的專用商標,標有該商標的產品利用羅姆自有的結構,更大程度地擴大了散熱面積,從而實現了緊湊型封裝。就以二合一SiC封裝型模塊“TRCDRIVE pack?”來說,這款模塊通過創新的設計實現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?”的真實產品圖,可以非常明顯地看到,和傳統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,創新的產品設計讓二合一SiC封裝型模塊“TRCDRIVE pack?”具有四大明顯的優勢:
·小型化:采用電流和控制信號分離的羅姆自有機構,相較于傳統封裝,實現了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構,以及銀燒結、高性能樹脂(Tg>230℃)等領先工藝,實現了1.5倍業界超高的功率密度;
·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,并克服了傳統模塊引腳公差難確認的問題;
·大量生產:二合一SiC封裝型模塊“TRCDRIVE pack?”雖然是模塊,但已經確定了類似于分立產品的量產體系,和普通SiC模塊相比,量產效率提高了約30倍。
結語
EcoSiC?品牌的推出,體現出羅姆致力于從晶圓生產到制造工藝、封裝到產品設計,全面引領全球SiC器件發展的決心。二合一SiC封裝型模塊“TRCDRIVE pack?”很好地體現了羅姆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,助力實現更高的功率密度。
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