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日益发展壮大的ROHM功率元器件产品阵容

发表于2019-11-05

  1. 作为全球领先的半导体制造商之一,ROHM功率元器件正利用多年来在消费电子领域积累的技术优势,积极扩大其工业设备产品线。在支持“节能、创能、储能”技术的半导体功率器件领域,ROHM功率元器件实现了碳化硅半导体(SiC半导体)的批量生产,其突破性特点在硅半导体中是不具备的。此外,在传统的硅半导体功率器件领域,实现了集成rohm综合强度从分立半导体到集成电路的集成化产品群。下面介绍其中一些产品。

    已逐渐渗透到碳化硅功率元件的使用寿命中

    碳化硅功率元件是由碳化硅和碳化硅复合而成的功率半导体。由于其优良的性能和先进的性质,多年来一直作为一个“理想组件”受到人们的关注。碳化硅功率元件已逐渐成为现代生活中常用的“副”元件。

    碳化硅功率元件应用案例(包括开发中的部分案例):

    ●家用“SiC”PC电源、太阳能调节器(家用)、空调等

    “工业用碳化硅”数据中心、UPS、工厂搬运机器人、高频感应加热设备(IH)和高频电源、太阳能调压器(太阳能电站和其他非家用)

    城镇“SIC”电动车(车载充电器)、快速充电站、发电机、医疗诊断设备等

    从碳化硅功率元件的研发到批量生产,ROHM功率元器件一直遥遥领先于业界。下面简要介绍碳化硅功率元件的产品线和特点。

    (1)SiC肖特基二极管

    自2001年世界上第一个大规模生产SiC肖特基二极管以来,十多年过去了,Rohm在2010年成为第一个大规模生产SiC肖特基二极管的日本制造商。现在,ROHM正在扩大第二代产品的生产线,这不仅比老一代产品保持很短的反向恢复时间,而且将正向电压降低了0.15v

    产品系列包括650V和1200V、TO-220绝缘/非绝缘、TO-247和D2PAK封装。此外,与硅快速恢复二极管(FRD)相比,反向恢复损耗可以显著降低,因此它在从家用电器到工业设备的许多领域中越来越多地应用于高频电路Rohm还拥有符合AEC-Q101汽车电子元件标准的产品,这些产品在日本和海外的众多电动汽车和插电式混合动力汽车的车载充电电路中得到了广泛应用。

    (2)SiC MOSFET

    与肖特基二极管相比,SiC MOSFET存在主二极管通电启动特性(MOSFET的导通电阻和主二极管的正电压上升)下降的问题,由此带来的可靠性问题一直是阻碍大规模生产的问题。

    2010年12月,ROHM功率元器件通过改进与晶体缺陷相关的工艺和组件结构,在大规模生产sic mosfet方面处于世界领先地位。目前,ROHM功率元器件正在加速研发650V和1200V的第二代耐压产品。

    (3)与广泛应用于高压电阻开关元件的igbt相比,sic mosfet的开关损耗只有1/5左右,具有绝对优势。因此,对设备的小型化(滤波器和冷却机构的小型化)要求越来越高的驱动频率和功率转换效率的提高意义重大(SiC电源模块)

    Rohm公司很快开发出一种“全碳化硅”功率模块,内置的功率组件全部由碳化硅功率组件构成,并于2012年投入批量生产。目前,罗曼公司内部生产线已有两个额定电压1200~180A的功率模块投入批量生产。此外,额定电压为1200伏300A的电源模块有望在2014年投入批量生产,未来还计划扩大额定电流和额定电压的范围。这些碳化硅功率模块也已在全球范围内采用,其中分立碳化硅MOSFET用于非家用太阳能功率调节器和高频电源,主要用于工业应用。

    (4)未来产品拓展碳化硅肖特基二极管和碳化硅mosfet都计划扩大其1700v产品线。此外,ROHM正在开发一种第三代SiC MOSFET,它采用槽栅结构,可以显著降低芯片单位面积的导通电阻通过降低导通电阻和芯片成本,有望成为加速碳化硅推广的一项技术。

    从ROHM看硅IGBT功率器件的综合强度

    在高频高压电阻领域,碳化硅功率器件利用了开关损耗低的优点,其效果尤为显著相比之下,在低成本硅功率元件领域仍有很多活动在此背景下,rohm还在传统硅半导体功率器件领域开发具有mosfet和igbt特性的混合mos等特殊产品。

    在硅IGBT领域,ROHM功率元器件不仅拥有单一的半导体单体,作为一家综合性的半导体产品制造商,还拥有集集团综合实力于一身的复合产品,相关产品阵容也在日益扩大介绍了rohm硅材料igbt功率器件的产品线。

    (1)IGBT片尝过

    ROHM功率元器件推出了两种650V IGBT组件。一种是rgth系列,它不仅具有低饱和电压(额定电流为1.6v)的特点,而且在设计中非常重视变换器电路所要求的高速开关性能。适用于开关电源的功率因数改善电路(pfc)和太阳能调压器的升压电路。另一种是RGT系列,它还具有低饱和电压(额定电流为1.65V典型值)的特点,具有逆变电路应用中特别需要的短路电阻保证(5μs),非常适合空调、洗衣机等白色家电、太阳能调压器、焊机等。逆变电路等应用两个产品线都包含将超高速软恢复FRD组合在同一个包中的产品。未来,Rohm计划逐步完善1200伏耐压产品系列,符合AEC-Q101标准车用产品系列等产品线。

    (2)IGBT IPM

    ROHM功率元器件的产品线还包括具有优良低饱和电压特性的IGBT单元、带栅极驱动IC的超高速软恢复FRD以及集成有自举二极管的IPM(智能功率模块)

    产品的特点如下:

    采用600V SOI工艺的栅驱动集成电路。bootstrap电路的限流电阻采用ROHM特有的限流方式,可以抑制启动时的保险电流,实现上臂侧浮动电源的稳定。具有紫外线照射、短路保护、温度检测等保护功能。采用行业顶级低热阻陶瓷保温包。预计两种以白色家电和小容量为导向的工业电机驱动采用系列产品,低载频(约4~6khz)下驱动,降低饱和电压VCEsat“低速下串联开关驱动”,并在高载频(约15~20khz)下驱动降低“高速开关驱动系列”的开关损耗,将在2014年实现量产。

    带igbt的点火装置,作为一种汽车应用,RoHM已经引入了用于汽油发动机点火装置的IGBT,预计将于2014年底开始批量生产。

    该产品不仅保证了应用所需的雪崩耐久性(25℃时为250mJ),而且还具有低饱和电压特性采用D-pak包装,满足aec-q101的要求。

    未来,随着集电极-发射极保护电压430±30V产品的推出,RoHM将通过集电极-发射极保护电压和雪崩容限的结合,继续扩大机型。而封装集成包括驱动芯片“点火装置IGBT-IPM”等相关产品的开发。

    结论

    ROHM功率元器件不仅在SiC半导体领域备受关注,在硅半导体领域也在不断完善产品阵容未来,RoHM将继续发挥从分立半导体到集成电路全覆盖的综合实力,并继续推出满足多样化市场需求的产品。具体产品数据、技术信息请登录公司官方网站

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