中國粉體網訊 11月27日,以“創新為基,創芯為本”的2021基本創新日活動在深圳舉行。深圳基本半導體有限公司在會上發布了汽車級全碳化硅模塊、第三代碳化硅肖特基二極管、混合碳化硅分立器件三大系列碳化硅新品,進一步完善第三代半導體產品布局。由深企發起的這場創新日活動吸引了汽車、工業、消費領域,以及第三代半導體產業生態圈的眾多業內人士關注。
助推汽車產業破解“缺芯”難題
“缺芯”是困擾當前汽車產業發展的難題,而以碳化硅為代表的第三代半導體被視為支撐新能源汽車發展的關鍵技術之一,在電機控制器、車載充電器、DC/DC變換器等關鍵部件中發揮重要作用。

發布會上,基本半導體汽車級全碳化硅MOSFET功率模塊家族成員首次正式整體亮相,包括半橋MOSFET模塊Pcore2、三相全橋MOSFET模塊Pcore6、塑封單面散熱半橋MOSFET模塊Pcell等。
基本半導體有限公司總經理和巍巍介紹,該系列產品采用銀燒結技術,相較于傳統硅基IGBT功率模塊具有更高功率密度、更高可靠性、更高工作結溫、更低寄生電感、更低熱阻等特性,綜合性能達到國際先進水平,特別適合應用于新能源汽車。
其中,Pcore6系列模塊是一款非常緊湊的功率模塊,專為混合動力和電動汽車提升效率應用而設計,使用氮化硅AMB絕緣基板、用于直接流體的銅基PinFin基板、多信號監控的感應端子(焊接、壓接兼容)設計,具有低損耗、高阻斷電壓、低導通電阻、高電流密度、高可靠性(高于AQG-324參考標準)等特點。
Pcell系列模塊采用基本半導體設計的獨有封裝形式,采用銀燒結和DTS技術,大大提升了模塊的功率密度,讓碳化硅材料特性得以充分發揮,使得產品具有高功率密度、低雜散電感(小于5μH)、高阻斷電壓、低導通電阻(小于2mΩ)、結溫高達175℃等特點,非常適合于高效、高功率密度應用領域。
汽車級全碳化硅半橋MOSFET模塊Pcore2系列模塊具有低開關損耗、可高速開關、降低溫度依賴性、高可靠性(高于AQG-324參考標準)等特點,結溫可達175℃,與傳統硅基模塊具有相同的封裝尺寸,可在一定程度上代替相同封裝的IGBT模塊,從而有效縮短產品開發周期,提高工作效率。
碳化硅肖特基二極管家族添新成員
追求更低損耗、更高可靠性、更高性價比是碳化硅功率器件行業的共同目標。為不斷提升產品核心競爭力,基本半導體成功研發第三代650V、1200V系列碳化硅肖特基二極管,這是基本半導體系列標準封裝碳化硅肖特基二極管家族中的新成員。
和巍巍介紹,相較于前兩代二極管,基本半導體第三代碳化硅肖特基二極管在延用6英寸晶圓工藝基礎上,實現了更高的電流密度、更小的元胞尺寸、更強的浪涌能力。
公開資料顯示,當天亮相的最新款碳化硅肖特基二極管具備更高電流密度、更強浪涌能力、更低成本、更高產量等亮點表現。其中,第三代二極管具有更高電流密度、更低QC,使其在真實應用環境中開關損耗更低。通過工藝及設計迭代優化,第三代二極管實現了更高的浪涌能力。更高的電流密度帶來更小的芯片面積,使得器件成本較前兩代二極管進一步降低。而使用6英寸晶圓平臺,單片晶圓產出提升至4英寸平臺產出2倍以上。
推動尖端電力電子設備性能升級
現代尖端電力電子設備性能升級需要提升系統功率密度、使用更高的主開關頻率。而現有的硅基IGBT配合硅基FRD性能已無法完全滿足要求,需要高性能與性價比兼具的主開關器件。
當天上午,基本半導體還對外發布了最新研制的混合碳化硅分立器件。不同于全硅基IGBT+FRD,這款產品在以硅基IGBT作為核心開關器件的單管器件中,將器件中的續流二極管從硅基FRD換成了碳化硅肖特基二極管。
由于肖特基二極管沒有雙極型硅基高壓FRD的反向恢復行為,Hybrid SiC Discrete Device的開關損耗獲得了極大地降低。根據測試數據顯示,這款混合碳化硅分立器件的開通損耗比硅基IGBT的開通損耗降低約32.9%,總開關損耗比硅基IGBT的開關損耗降低約22.4%。
和巍巍介紹,基本半導體Hybrid SiC Discrete Device可應用于對功率密度提升有需求,同時更強調性價比的電源應用領域,如車載電源、車載空調控制器以及其他高效電源等。
新品發布會后,基本半導體技術專家分別介紹了公司在碳化硅MOSFET、碳化硅功率模塊、碳化硅驅動以及功率半導體可靠性測試關鍵項目的領先技術和經驗。
中歐第三代半導體產業高峰論壇聚焦創新合作
此外,為深化碳中和愿景下的中歐科研創新領域協同合作,推動我國第三代半導體產業深入發展,2021基本創新日活動還同期舉辦了“2021中歐第三代半導體高峰論壇”。
據了解,作為由中國科學技術協會與深圳市人民政府共同主辦的“2021中歐科技創新合作發展論壇”的專業論壇,中歐第三代半導體產業高峰論壇已連續五年舉辦。伴隨第三代半導體由“導入期”向“成長期”快速成長,該論壇已發展成為聯動中歐第三代半導體產學研深入交流的創新合作名片。
論壇上,深圳市科學技術協會黨組成員孫楠,英國皇家工程院院士、劍橋大學葛翰·阿馬拉通加(Gehan Amaratunga)教授,深圳大學微電子研究院院長、半導體制造研究院院長王序進院士出席論壇并致辭。
本次論壇共包括近十場主題技術演講,來自劍橋大學、南京大學、天津工業大學、Yole Développement、比利時微電子研究中心、采埃孚、天科合達、漢磊科技、古瑞瓦特、基本半導體等中歐院校、科研機構以及知名企業的專家學者及技術大咖,圍繞以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體新材料、新技術、新設備、新應用等前沿技術、市場熱點、產業化進程和未來趨勢作了技術演講,共同探討中歐第三代半導體行業最新技術和發展前景。
近年來,深圳高度重視半導體產業的發展,推動成立了第三代半導體器件重點實驗室、深圳清華大學研究院第三代半導體材料與器件研發中心、南方科技大學深港微電子學院等科研機構,聚集了基本半導體等一批第三代半導體領域的創新型企業。今年3月,科技部正式批復《支持廣東省建設國家第三代半導體創新中心》,支持設置深圳平臺,該中心聚焦第三代半導體關鍵核心技術的攻關和重大應用突破,統籌全國優勢力量,為第三代半導體提供源頭技術供給,推動我國第三代半導體產業創新能力整體躍升。今年《深圳市政府工作報告》也明確指出,將加快國家第三代半導體技術創新中心等重大創新平臺的建設。
(中國粉體網編輯整理/山川)
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