罗姆：加速发力SiC市场

罗姆的SiC功率模块实现了小型和低成本封装。

在今年的深圳高交会上，罗姆展示了业界领先的SiC功率器件。

新一代SiC（碳化硅）功率器件具有低功耗、高耐压、高耐温、高可靠性等优点，与传统的SiC功率器件相比，具有卓越的电气性能和耐热性，可大幅降低功率损耗，更有效地进行无损耗功率转换。去年4月罗姆在日本率先成功实现新一代功率器件SiC-SBD（肖特基势垒二极管）的量产，在12月率先成功实现了SiC-MOSFET（金属氧化层半导体场效晶体管）的量产，充分体现了罗姆领先于世界的新一代功率器件的开发能力。在今年的深圳高交会上，以备受关注的新一代功率器件SiC产品为首，罗姆再次向业界证明其引领世界之先的实力。



SiC功率模块可在高温下工作

近年来，迅速发展的EV（纯电动汽车）/HEV（混合动力汽车）等电力电子技术领域，要求提供更好的高功率化、高效化、高温工作的元器件，因此，各公司在进行SiC器件开发的同时，都在开发可在高温下高效工作的SiC模块，而罗姆在这方面显然走在了前列。

罗姆展示的可在高温条件下工作的SiC功率模块，采用新开发的高耐热树脂，在业界首家实现了压铸模类型在225℃高温下工作，并可与现在使用的Si（硅）器件模块同样实现小型和低成本封装，在SiC模块的普及上迈出了巨大的一步。

我们知道，由于传统的压铸模类型无法耐受200℃以上的高温，因此耐热特性达250℃材料的母模类型长期被使用。罗姆一直不懈地推进与母模类型相比有利于小型化、低成本化、量产化的压铸模类型的开发。但是，能在200℃以上温度环境下使用的封装树脂多为硬质材料，存在高温环境下容易开裂等问题，对超过200℃的高耐热压铸模类型的开发曾一度陷入困境。此次，罗姆通过树脂的物理特性与模块结构的优化设计，做到了产品在225℃的耐热性和小型化，在世界上率先实现了压铸模类型在225℃高温下的高功率工作。

据介绍，这种模块是600V/100A三相变频，搭载了罗姆的6个SiC-SBD和6个SiC沟槽MOSFET，经验证，该模块工作温度可高达225℃。此外，该模块使用范围可达1200V级。与传统的Si-IGBT模块相比，该模块不仅体积更小，仅为1/50，在电气特性方面也实现了“全SiC”(沟槽式MOS（金属氧化层半导体）和SBD)化，开关时间减少了一半，损耗大大降低。该模块不仅可实现小型化，而且与以往的母模类型SiC模块相比，还可大幅降低成本。

据展会人员介绍，该产品预计三四年后进入实际应用阶段。在此基础上，针对搭载了门极驱动器IC（集成电路）的IPM（智能功率模块），罗姆还计划使用本技术，开发搭载SiC的压铸模类型DIP（双列直插式封装）型、可高温条件下工作的、使用范围达600V/50A的IPM。

SiC沟槽MOS模块实现高速大电流

迅速发展的电力电子领域，要求采用更高功率化、更高效化、更高温度条件下工作的元器件，传统的Si材料已无法解决这些课题，而使用材料性能卓越的SiC，可以满足这些要求。因此，电力电子市场的需求也从Si模块转向高效SiC模块。

罗姆针对此需求开发出搭载了SiC沟槽MOS的高速、大电流模块“APEI HT2000”。该模块一改传统的Si模块设计，最大限度地利用了SiC器件的特点，大幅改善了产品的电气特性和机械特性，实现了产品的超小型化、轻量化和高效化。据介绍，该模块共搭载了16个罗姆开发的SiC沟槽MOS，可在600V/1000A条件下工作，实现了Si-IGBT不可能实现的数十纳秒超高开关速度。不仅如此，这种模块的使用范围高达1200V级，另外，在250℃的高温下也可工作。

此前，罗姆开发的超低电阻SiC沟槽MOSFET可通过单片承受100A级的电流，而此次，罗姆进一步成功地降低了MOSFET的门极电容，开关速度与现有的SiC-DMOS（双扩散金属氧化物半导体）相比可提高50%%，与罗姆以往的SiC沟槽MOS相比也提高了30%%。此外，传统的模块为了解决元器件的散热问题，确保元器件的工作温度，需要加大模块面积，往往导致模块的寄生电感增大。因此，即使搭载SiC沟槽MOS，由于模块本身的限制也无法有效发挥其特点，而此次APEI模块通过将模块的面积小型化、进一步优化布局，大幅降低了寄生电感。另外，该模块搭载沟槽MOS，可承受1000A级水平的大电流，与传统的Si-IGBT（绝缘栅双极型晶体管）模块相比，可以减少一半导通电阻。此外，该模块实现了开关时间仅需数十纳秒的超高速工作，与Si-IGBT相比成功将开关损耗降低到了1/3。不仅如此，由于该模块所使用的材料为高性能材料，因此模块的面积减少到30%%，并实现了Si-IGBT不可能实现的高温(250℃)驱动。根据端子的连接方法，该模块可按半桥、全桥、串联进行选用。另外，该模块还能搭载罗姆开发的所有的SiC器件，进行满足客户规格要求的设计。据相关人员介绍，该模块预计2012年开始面向特殊用途提供样品，三四年后进入实际应用阶段。

（责任编辑：落雪）