瑞薩電子推出用于電動(dòng)汽車(chē)逆變器的新一代硅基IGBT

2022 年 8 月 30 日，中國北京訊 - 全球半導體解決方案供應商瑞薩電子（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(lái)更低的功率損耗。針對下一代電動(dòng)汽車(chē)（EVs）逆變器應用，AE5代IGBT產(chǎn)品將于2023年上半年在瑞薩位于日本那珂工廠(chǎng)的200mm和300mm晶圓線(xiàn)上開(kāi)始批量生產(chǎn)。此外，瑞薩將從2024年上半年開(kāi)始在其位于日本甲府的新功率半導體器件300mm晶圓廠(chǎng)加大生產(chǎn)，以滿(mǎn)足市場(chǎng)對功率半導體產(chǎn)品日益增長(cháng)的需求。

與當前一代AE4產(chǎn)品相比，用于IGBT的硅基AE5工藝可將功率損耗降低10%，這一節能技術(shù)將有助于 EV開(kāi)發(fā)人員節省電池電量并增加行駛里程。新產(chǎn)品在保持高穩健性的同時(shí)，體積也縮小了約10%。這款全新瑞薩器件通過(guò)在低功率損耗和高穩健性的權衡中取得最佳平衡，實(shí)現了IGBT行業(yè)領(lǐng)先的性能水平。這款I(lǐng)GBT最大限度地減少I(mǎi)GBT間的參數變化，并在IGBT并聯(lián)運行時(shí)帶來(lái)穩定性，從而顯著(zhù)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，幫助其設計出能夠獲得高性能的小型逆變器。

瑞薩電子功率系統業(yè)務(wù)部副總裁小西勝也表示：“隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)的普及，帶動(dòng)了市場(chǎng)對汽車(chē)功率半導體需求的迅速攀升?；谖覀冊谶^(guò)去7年中汽車(chē)級功率產(chǎn)品制造的豐富經(jīng)驗，瑞薩的IGBT提供了高度可靠、穩健的電源解決方案。隨著(zhù)最新的器件即將投入量產(chǎn)，瑞薩將為未來(lái)有望快速增長(cháng)的中端EV逆變器市場(chǎng)打造理想的功能和性?xún)r(jià)比?！?/p>

新一代IGBT（AE5）的關(guān)鍵特性

● 包含四款針對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)工作結溫（Tj）范圍內性能穩定

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

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

● 通過(guò)減少對VGE（off）的參數變化至±0.5V來(lái)實(shí)現穩定的并聯(lián)操作

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

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

● 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的距離

EVs的逆變器解決方案

在電動(dòng)汽車(chē)中，驅動(dòng)車(chē)輛的電機由逆變器控制。由于逆變器將直流電轉換為電動(dòng)車(chē)電機所需的交流電，IGBT等開(kāi)關(guān)器件對于最大限度降低電動(dòng)汽車(chē)的功耗至關(guān)重要。為了幫助開(kāi)發(fā)者，瑞薩推出了xEV逆變器參考解決方案。此款硬件參考設計結合了IGBT、微控制器、電源管理IC（PMIC）、柵極驅動(dòng)器IC和快速恢復二極管（FRD）。瑞薩還提供xEV逆變器套件，作為參考設計的硬件實(shí)現。此外，瑞薩推出了一款電機參數校準工具，以及結合了電機控制應用模型與示例軟件的xEV逆變器應用模型和軟件。這些工具和支持程序旨在助力用戶(hù)簡(jiǎn)化其軟件開(kāi)發(fā)工作。瑞薩還計劃將新一代IGBT加入到這些硬件和軟件開(kāi)發(fā)套件中，以便在更小的空間內達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的樣品現已開(kāi)始供貨，并計劃在未來(lái)發(fā)布其它版本。