ROHM半導體“全SiC”功率模塊開始量產
發布時間:2012-03-26
- ROHM半導體“全SiC”功率模塊開始量產
- 該產品開關損耗降低85%,大幅減少了工業設備等的功率損耗

此產品安裝在工業設備和太陽能電池等中負責電力轉換的變頻器、轉換器上,與普通的Si(矽)材質的IGBT模塊相比,具備以下優勢,有效解決了世界能源和資源等地球環境問題。
- 開關損耗降低85%
- 與傳統的400A級別的Si-IGBT模塊相替換時,體積減小約50%
- 損耗低,因此發熱少,可減小冷卻裝置體積,從而可實現設備整體的小型化
本產品計劃在羅姆總部工廠(京都市)從3月份下旬開始量產、出貨。
近年來,在工業設備和太陽能電池、電動汽車、鐵路等電力電子技術領域,與Si元件相比,電力轉換時損耗少、材料性能卓越的SiC元件/模塊的實際應用備受期待。
根據估算,將傳統的Si半導體全部替換為SiC後的節能效果,僅在日本國內就相當於4座核電站的發電量※2,因此,各公司都已強化了相關研究開發。在這種背景下,羅姆於2010年在世界上率先成功實現了SiC-SBD和SiC-MOSFET兩種SiC元件的量產,在行業中遙遙領先。
與此同時,關於“全SiC”模塊,即所內置的功率元件全部將Si替換為SiC,多年來,雖然全世界的製造商多方試製,但在可靠性上存在諸多課題,一直無法實現量產。

此次,通過羅姆開發出的獨創的缺陷控製技術和篩選法,使可靠性得以確保。另外,針對SiC製備過程中特有的1700℃高溫工序,為了防止其發生特性劣化,羅姆開發了控製技術,於世界首家確立了“全SiC”功率模塊的量產體製。
內置最先進的SiC-SBD和SiC-MOSFET兩種元件,與傳統的Si-IGBT模塊相比,可以將電力轉換時的損耗降低85%。另外,與IGBT模塊相比,在10倍於其的頻率-100kHz以上的高頻環境下工作成為可能。該產品的額定電流為100A,通過高速開關和低損耗化,可以與額定電流為200~400A的Si-IGBT模塊進行替換。
不僅如此,通過設計和工藝的改善,羅姆還成功開發出散熱性卓越的模塊。替換傳統的400A級別的Si-IGBT模塊時,體積可減小約50%。由於損耗低,因此發熱少,可減小外置的冷卻裝置體積,從而非常有助於設備整體的小型化。
羅姆將以SiC為首的功率元件事業作為發展戰略之一定位,今後,加強實現更高耐壓、更大電流的SiC元件/模塊的產品陣容的同時,不斷推進完善SiC 溝槽式MOSFET和SiC-IPM(智能電源模塊)等SiC相關產品的陣容與量產化。
<特點>
1) 開關損耗降低85%
內置了最先進的SiC-SBD與SiC-MOSFET的“全SiC”模塊,與傳統的Si-IGBT相比,開關損耗可降低85%。
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2) 實現小型、輕薄封裝
通過設計和工藝改善,成功開發出散熱性卓越的模塊。大大有助於設備的小型化需求。

<電路圖>

<術語解說>
・IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor的簡稱)
絕緣柵雙極晶體管。給柵極安裝了MOSFET的雙極晶體管。
・MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor的簡稱)
金屬-氧化物-半導體場效應晶體管,是FET中最被普遍使用的結構。作為開關元件使用。
・SBD(肖特基勢壘二極管Schottky Barrier Diode 的簡稱)
使金屬和半導體接觸從而形成肖特基結,利用其可得到整流性(二極管特性)的二極管。具有“無少數載流子存儲效應,高速性能卓越”的特點。
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