瑞薩電子推出用于電動(dòng)汽車逆變器的新一代硅基IGBT

2022 年 8 月 30 日，中國北京訊 - 全球半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商瑞薩電子（TSE：6723）今日宣布，推出新一代Si-IGBT（硅基絕緣柵雙極晶體管）器件——該產(chǎn)品以更小的尺寸帶來更低的功率損耗。針對(duì)下一代電動(dòng)汽車（EVs）逆變器應(yīng)用，AE5代IGBT產(chǎn)品將于2023年上半年在瑞薩位于日本那珂工廠的200mm和300mm晶圓線上開始批量生產(chǎn)。此外，瑞薩將從2024年上半年開始在其位于日本甲府的新功率半導(dǎo)體器件300mm晶圓廠加大生產(chǎn)，以滿足市場對(duì)功率半導(dǎo)體產(chǎn)品日益增長的需求。

與當(dāng)前一代AE4產(chǎn)品相比，用于IGBT的硅基AE5工藝可將功率損耗降低10%，這一節(jié)能技術(shù)將有助于 EV開發(fā)人員節(jié)省電池電量并增加行駛里程。新產(chǎn)品在保持高穩(wěn)健性的同時(shí)，體積也縮小了約10%。這款全新瑞薩器件通過在低功率損耗和高穩(wěn)健性的權(quán)衡中取得最佳平衡，實(shí)現(xiàn)了IGBT行業(yè)領(lǐng)先的性能水平。這款I(lǐng)GBT最大限度地減少IGBT間的參數(shù)變化，并在IGBT并聯(lián)運(yùn)行時(shí)帶來穩(wěn)定性，從而顯著改善模塊的性能與安全性。這些特性為工程師提供了更大靈活性，幫助其設(shè)計(jì)出能夠獲得高性能的小型逆變器。

瑞薩電子功率系統(tǒng)業(yè)務(wù)部副總裁小西勝也表示：“隨著電動(dòng)汽車的普及，帶動(dòng)了市場對(duì)汽車功率半導(dǎo)體需求的迅速攀升。基于我們在過去7年中汽車級(jí)功率產(chǎn)品制造的豐富經(jīng)驗(yàn)，瑞薩的IGBT提供了高度可靠、穩(wěn)健的電源解決方案。隨著最新的器件即將投入量產(chǎn)，瑞薩將為未來有望快速增長的中端EV逆變器市場打造理想的功能和性價(jià)比?！?/p>

新一代IGBT（AE5）的關(guān)鍵特性

● 包含四款針對(duì)400-800V逆變器的產(chǎn)品：750V耐壓（220A和300A）及1200V耐壓（150A和200A）

● 在-40°C至175°C的整個(gè)工作結(jié)溫（Tj）范圍內(nèi)性能穩(wěn)定

● 業(yè)界高性能水平，導(dǎo)通電壓Vce（飽和電壓）為1.3V（最小化功率損耗的關(guān)鍵值）

● 電流密度比傳統(tǒng)產(chǎn)品高10%，小芯片尺寸（100mm2/300A）針對(duì)低功耗和高輸入電阻進(jìn)行優(yōu)化

● 通過減少對(duì)VGE（off）的參數(shù)變化至±0.5V來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的并聯(lián)操作

● 保持反向偏置安全工作區(qū)（RBSOA），在 175°C結(jié)溫下最大Ic電流脈沖為600A，在400V下具有4μs的高度穩(wěn)健短路耐受時(shí)間

● 柵極電阻（Rg）的溫度依賴性縮減50%，由此最大限度地減少高溫下的開關(guān)損耗、低溫下的尖峰電壓和短路耐受時(shí)間，支持高性能設(shè)計(jì)

● 可作為裸片（晶圓）提供

● 能夠減少逆變器的功率損失。在相同的電流密度下，與目前的AE4工藝相比功率效率提升6%，使EV能夠用更少的電池行駛更遠(yuǎn)的距離

EVs的逆變器解決方案

在電動(dòng)汽車中，驅(qū)動(dòng)車輛的電機(jī)由逆變器控制。由于逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為電動(dòng)車電機(jī)所需的交流電，IGBT等開關(guān)器件對(duì)于最大限度降低電動(dòng)汽車的功耗至關(guān)重要。為了幫助開發(fā)者，瑞薩推出了xEV逆變器參考解決方案。此款硬件參考設(shè)計(jì)結(jié)合了IGBT、微控制器、電源管理IC（PMIC）、柵極驅(qū)動(dòng)器IC和快速恢復(fù)二極管（FRD）。瑞薩還提供xEV逆變器套件，作為參考設(shè)計(jì)的硬件實(shí)現(xiàn)。此外，瑞薩推出了一款電機(jī)參數(shù)校準(zhǔn)工具，以及結(jié)合了電機(jī)控制應(yīng)用模型與示例軟件的xEV逆變器應(yīng)用模型和軟件。這些工具和支持程序旨在助力用戶簡化其軟件開發(fā)工作。瑞薩還計(jì)劃將新一代IGBT加入到這些硬件和軟件開發(fā)套件中，以便在更小的空間內(nèi)達(dá)成更卓越的電源效率與性能。

供貨信息

瑞薩750V耐壓版本和300A的樣品現(xiàn)已開始供貨，并計(jì)劃在未來發(fā)布其它版本。