平创半导体与CISSOID共建高功率密度和高温应用中心
作者 | CISSOID2022-10-17

比利时蒙-圣吉贝尔和中国重庆 – 2022年10月17日 – 提供基于碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)的耐高温、长寿命、高效率、紧凑型驱动电路和智能功率模块解决方案的领先供应商CISSOID S. A.(CISSOID),与第三代功率半导体技术领域先进的芯片设计、器件研发、模块制造及系统应用创新解决方案提供商重庆平创半导体研究院有限责任公司,今日共同宣布:双方已建立战略合作伙伴关系,将针对碳化硅等第三代功率半导体的应用共同开展研发项目,使碳化硅功率器件的优良性能能够在航空航天、数字能源、新能源汽车、智能电网、轨道交通、5G通信、节能环保等领域得以充分发挥,并提供优质的高功率密度和高温应用系统解决方案。

第三代宽禁带半导体(如碳化硅)已日趋成熟和大规模商业化,并且在几乎所有电力电子领域都以其高效率等卓越性能而正逐步全面取代基于体硅的功率器件,从而进入电动汽车、轨道交通、船舶、太阳能、风能、电网及储能等等应用。用碳化硅功率器件替代硅基IGBT的初始益处是减小体积、提高效率;更为重要的进步,将是充分发挥碳化硅的性能优势,从而能够实现原本体硅IGBT难以实现或根本不能做到的应用,为系统应用设计者提供全新的拓展空间。

这些超越传统体硅IGBT能力的电力电子应用的重要性体现在两个主要方面:其一,在高功率密度应用中,功率器件本身的发热所导致的温升,使得器件耐温能力的选择和热管理系统的设计尤显重要;其二,由于受应用环境和成本的影响,许多高温环境应用通常是没有液冷条件的,这样就更加考验器件本身的耐温能力及其高温工作寿命。因此,高温半导体技术对于第三代宽禁带半导体技术的广泛应用至关重要。

重庆平创半导体研究院有限责任公司(Chongqing Pingchuang Institute of Semiconductors Co, Ltd.,以下简称平创半导体)致力于开发新的功率半导体技术,尤其是以碳化硅SiC、氮化镓GaN为代表的第三代半导体技术,公司具有很强的功率芯片/功率IC/功率器件设计研发能力,以及完善的功率模块研发和生产体系,并针对电力电子行业提供完整的功率系统解决方案。

CISSOID公司来自比利时,是高温半导体解决方案的领导者,专为极端温度与恶劣环境下的电源管理、功率转换与信号调节提供标准产品与定制解决方案。此次两家公司开展合作将有助于发挥双方的优势,为中国的电力电子应用领域提供先进的高功率密度和高温产品及解决方案。

“高功率密度和高温应用一直是电力电子行业的重大挑战,也是重要的发展方向之一。”,平创半导体总经理陈显平博士表示,“碳化硅功率器件在高功率密度和高温应用时必须配备与其耐高温等级相当的驱动芯片和电路,而CISSOID公司的高温‘绝缘层上硅(Silicon On Insulator,SOI)’器件恰好堪当此任。SiC功率器件固有的耐高温性能与高温SOI集成电路是非常理想的搭配,可以充分发挥SiC功率器件的性能。我们非常荣幸与CISSOID公司开展深入合作,共同开发先进的高功率密度和高温产品和解决方案。”

“我们非常荣幸与平创半导体公司开展深入合作,他们所具有的极强功率器件设计能力和完善的功率模块研发和生产体系给我们留下了很深刻的印象。”CISSOID首席技术官Pierre Delette先生表示,“我们与平创半导体的紧密合作将致力于开发出新型封装设计,使碳化硅功率器件与耐高温SOI驱动电路更加紧密结合,尽可能减小寄生电感,以求将碳化硅器件的性能发挥到极致,并使整体方案更加精巧,便于高密度紧凑安装,为各个电力电子领域提供高温和高功率密度应用产品和解决方案。”

法国技术市场趋势调查公司YOLE对功率器件结温的预测

图1 法国技术市场趋势调查公司YOLE对功率器件结温的预测

Yole Development的市场调查报告(图1)表明,自硅基功率半导体器件诞生以来,应用的需求一直推动着结温的升高,目前已达到150℃。随着诸如SiC等第三代宽禁带半导体器件的出现、已日趋成熟并且全面商业化普及,其独特的耐高温性能正在加速推动结温从目前的150℃迈向175℃,未来将进军200℃。

借助于SiC的独特耐高温特性和低开关损耗优势,这一结温不断提升的趋势将大大改变电力系统的设计格局,并大力推动高功率密度和高温应用的发展。这些典型的和正在兴起的高温、高功率密度应用正在广泛进入我们的生活,其中包括深度整合的电动汽车动力总成、多电和全电飞机乃至电动飞机、移动储能充电站和充电宝,以及其他各种液体冷却受到严重限制的电力电子应用。

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