【編者按】隨著功率半導體器件在移動通訊油啤、消費電子赏参、新能源交通、發(fā)電與配電領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用虚蹋,“中國智造”時代的來臨給功率半導體行業(yè)帶來新的發(fā)展機遇和增長動力瘸劳。氮化鎵、碳化硅寬禁帶半導體材料和器件垄坡、IGBT间皮、射頻通訊等最新技術(shù)都將推動應用市場的快速發(fā)展。
隨著功率半導體器件在移動通訊琼葫、消費電子罩音、新能源交通馋顶、發(fā)電與配電領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用,“中國智造”時代的來臨給功率半導體行業(yè)帶來新的發(fā)展機遇和增長動力试旬。氮化鎵麻彬、碳化硅寬禁帶半導體材料和器件、IGBT注寥、射頻通訊等最新技術(shù)都將推動應用市場的快速發(fā)展窍各。
蘇州能訊高能半導體有限公司總裁張乃千在“用于4G基站GaN功率放大器”的演講中表示,未來移動通信對于基站而言廷蓉,需要的頻率更高全封,更寬的帶寬,更高效率的功率放大器桃犬。由于出色的物理特性刹悴,氮化鉀射頻設(shè)備在功率放大器展示出了出色的特質(zhì),尤其是在變頻啟動到3.5GHZ攒暇。氮化鉀主要用在高功率的場合土匀,由于功率密度比較高,每個環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生熱阻形用,所以散熱是一個很復雜的問題恒削,很多同仁也在不斷的付出努力解決。氮化鉀行業(yè)目前已經(jīng)開始用于移動基站的功率放大器上尾序。他相信未來經(jīng)過大家的共同努力钓丰,氮化鉀技術(shù)會變得越來越成熟。
Skyworks 高級技術(shù)總監(jiān)David在“Front End Power Management for the Next Generation”的演講中表示每币,不斷進化的單元系統(tǒng)正在驅(qū)動帶寬更寬携丁,提升波峰因素以及高平均功率。APT和ET架構(gòu)在一個廣泛的平均功率上提供了提高系統(tǒng)效率的方法峰遇。復雜的ET系統(tǒng)需要重要配置以及刻度要求拿详。聯(lián)合設(shè)計的功率管理和PA系統(tǒng)在優(yōu)化性能上遠超ET的效率。
廈門市三安光電科技有限公司研發(fā)副總裁黃博在“三安集成電路砷化鎵與氮化鎵代工技術(shù)”的演講中篡前,介紹了三安光電在砷化鎵與氮化鎵的技術(shù)以及實現(xiàn)方式户克,同時對砷化鎵與氮化鎵的市場進行了分析。
Veeco Somit Joshi在“用于提高功率器件性能的硅基氮化鎵MOCVD進展”的演講中表示泡愉,新興的中/高電壓應用在電力供應输僻,替代能源以及數(shù)據(jù)中心,都需要更高的功率效率锄灾,滿足較高的工作溫度以及更小的系統(tǒng)規(guī)模春庇。氮化硅在這些參數(shù)上遠遠好于硅。隨著MOCVD外延生長GaN材料在硅襯底的發(fā)展,硅在經(jīng)濟上可行的替代方案已經(jīng)出現(xiàn)猜逮。為了滿足系統(tǒng)的產(chǎn)量水平胆快,可靠性和成本目標,行業(yè)需要MOCVD工藝支持優(yōu)異的膜均勻性照菱、運行控制烁焙、雜質(zhì)控制、低缺陷耕赘、高正常運行時間的特性骄蝇。他指出,針對這些要求鞠苟,Veeco公司已經(jīng)開發(fā)出下一代的MOCVD系統(tǒng)基于單芯片架構(gòu),具有業(yè)界領(lǐng)先的性能在多個站點秽之。
英飛凌科技香港有限公司工業(yè)功率控制事業(yè)部總監(jiān)馬國偉的演講標題為“高功率 IGBT的技術(shù)前沿 : 高溫当娱、高密度、便擴容”考榨,他表示跨细,在可再生能源、牽引及輸配電等應用中河质,不斷提高的功率需求一直在推動高功率半導體冀惭,特別是IGBT的最大電流規(guī)格及電流密度技術(shù)極限,突破芯片電流密度及封裝電流規(guī)格需要在 IGBT芯片及封裝技術(shù)兩方面的創(chuàng)新掀鹅。同時散休,他介紹了數(shù)項高功率 IGBT芯片及封裝技術(shù)的最新創(chuàng)新。使用 IGBT5芯片及.XT封裝技術(shù)讓 IGBT模塊可以在 Tvjop為 175oC中可靠地工作出蛾,或令工作壽命提高十倍促讶。二極管可控逆導型 IGBT (RCDC) 技術(shù)讓 IGBT及二極管的功能可在單芯片上集成,令芯片電流密度提升 33%掏躬。最后侮捷,以標準化 XHP封裝作簡便的模塊并聯(lián),讓模塊的電流規(guī)格得到簡便擴容续疲。
中國中車株洲南車時代副總經(jīng)理劉國友的演講標題為“功率半導體技術(shù)助力中國高鐵的快速發(fā)展”他表示偶画,中國幾十年的軌道交通的發(fā)展中,功率半導體對其產(chǎn)生巨大的作用嘁梦。中國的軌道交通是一個很復雜的系統(tǒng)祟期,需要適應氣溫,潮濕滩蔼,高壓等環(huán)境舅兑。對于IGBT的可靠性,功率密度性都有著很高的要求。軌道交通最核心的是IGBT這樣的全控性功率器件腐蛀。同時他表示俭驮,目前中車的IGBT產(chǎn)品在智能電網(wǎng),軌道交通等領(lǐng)域已有廣泛的應用春贸。目前正在研發(fā)銅金屬化芯片的全銅工藝IGBT模塊混萝,開發(fā)智能IGBT將溫度傳感器和電流傳感器集成到IGBT上等。中國作為高鐵發(fā)展的強國萍恕,目前中國半導體的發(fā)展可以完成一帶一路的需求逸嘀。
ABB 瑞士-半導體高級銷售經(jīng)理陳馬看在“面向大功率低損耗應用的功率半導體的發(fā)展及趨勢”的演講中表示,HVDC和可再生能源轉(zhuǎn)換應用對功率半導體不斷提出更高的要求允粤。一方面器件需要有更高的可靠性和魯棒性以確保系統(tǒng)不間斷工作崭倘,另一方面它們應該能以低損耗處理更大電流并以高可控性實現(xiàn)簡單的系統(tǒng)設(shè)計。4500V / 3000A StakPak 壓接式IGBT 新產(chǎn)品的在柔直和直流斷路器中的應用擁有很大的潛力类垫。同時他介紹了LinPak一種低電感易于實現(xiàn)無降額并聯(lián)的全新IGBT 模塊平臺司光。并表示,SiC是一個穩(wěn)定的項目悉患,IGBT和SiC會有很多的潛能残家。
南京銀茂微電子有限公司總經(jīng)理莊偉東在“碳化硅功率模組之節(jié)能應用”的演講中表示,現(xiàn)在許多器件都在導入碳化硅售躁。碳化硅和單晶硅最大的區(qū)別闸骨,能帶寬度寬,導熱系數(shù)是單晶硅的4倍以上等缰鹏。采用混合型碳化硅模塊性能提升非常明顯奔祟,開通損耗可以降低50%,二極管本身損耗可以降低99%榄路。按照目前的碳化硅發(fā)展速度朗玩,更大電流的碳化硅模塊會有更多應用場合。 碳化硅模塊已經(jīng)來了蔼于,對于成本敏感的設(shè)計即荞,混合型的碳化硅模塊是一個不錯的選擇。對于這些焦點技術(shù)柴怒,需要更好的封裝技術(shù)尾疟,包括高傳熱的設(shè)計,這些設(shè)計將會使碳化硅模塊獲得更好的市場機會肩雾。
上海華虹宏力部長楊繼業(yè)在“促進綠色革命—功率分立器件工藝平臺”的演講中表示垫弱,華虹宏力是全球最大的8寸功率器件代工廠。擁有超過14年的功率獨立器件經(jīng)驗症杏。公司提供600-6500V的IGBT解決方案装获。他指出瑞信,IGBT在太陽能風能,新能源汽車上應用非常廣泛穴豫。北上廣對新能源汽車提供專用牌照等凡简,可以看出,目前我國對新能源汽車的推廣的力度的發(fā)展非常大精肃,未來新能源汽車必將很有市場前景秤涩。純電動車的核心模塊離不開IGBT,充電樁的建設(shè)也運用了大量的功率器件模塊司抱。到2020年我國年產(chǎn)新能源汽車預計達200萬臺筐眷,僅8寸的IGBT的芯片26萬片之多,對于產(chǎn)品鏈來說都是很好的機會习柠。
瀚天天成公司研發(fā)副總裁馮淦在“功率半導體碳化硅外延生長技術(shù)進展”的演講中指出匀谣,碳化硅(SiC)作為第三代半導體材料的典型代表,具有優(yōu)異的物理资溃、化學和電學性能武翎。業(yè)內(nèi)預計,在未來3-5年內(nèi)魁夫,必將有更多的企業(yè)向市場推出更多種類型的SiC功率器件城汹。這也意味著全球?qū)iC材料的需求將迎來一個井噴偷菩。對于傳統(tǒng)的Si工藝窗耘,可以直接通過擴散或注入的方式在高質(zhì)量的硅襯底上形成不同類型的摻雜層,來實現(xiàn)器件的功能咳蚣。但對于SiC來說卖檬,很難用擴散的方式來實現(xiàn)摻雜。因為即使在1000℃以上的高溫嘁拖,這些雜質(zhì)在SiC中的擴散系數(shù)仍然非常低静熊。因此,SiC器件中的各種類型的摻雜結(jié)構(gòu)層就需要用外延的方式來制作瘸利,特別是采用化學氣相沉積(CVD)技術(shù)來進行外延生長亩咪。這也就說,CVD外延生長在整個SiC的產(chǎn)業(yè)鏈中占有舉足輕重的地位怯路。
德國愛思強股份有限公司電力電子器件副總裁Frank Wischmeyer 博士在“用于高效電力電子半導體器件的GaN和SiC外延生產(chǎn)技術(shù)的進一步發(fā)展”的演講中纲缠,表示,約3 / 1的全球能源消耗是基于電力蛉加。提高電能的傳輸效率蚜枢,從源到電網(wǎng)的分布和轉(zhuǎn)換,以及最終的電力用戶和設(shè)備针饥,可以形成一個巨大的節(jié)能形式厂抽。有機材料對于顯示和光伏項目已經(jīng)形成了一定的市場需频。根據(jù)預期,汽車行業(yè)使用碳化硅在電動車將會有大有所為的空間筷凤。對于外延片來說昭殉,材料很值得關(guān)注。他指出嵌施,Aixtron改善了AIX G5 + C系統(tǒng)饲化,解決了高收益,高素質(zhì)和高吞吐量的生產(chǎn)GaN基材料在大面積硅片的共同挑戰(zhàn)吗伤,通過完全自動化由盒到盒的裝載以及熱反應化學復位的MOCVD生長室吃靠。
LayTec AG 的市場和銷售總監(jiān) Thieme Tom在“原位檢測技術(shù)電力電子制造中的早期探測應用”中,表示半導體制造是要最大程度的提高設(shè)備的性能以及壽命足淆。同時還要確保巢块,每個晶圓在每次運行中,所有關(guān)鍵參數(shù)也都是均勻的赃织。最終的目標是外延工藝收率100%炒垫。如何精確的控制的晶圓表面溫度和應變狀態(tài)的層是非常重要的。原味檢測可以讓你知道質(zhì)量如何氨筑,可以了解到生長的速度够煮,了解到表面的,包括氮化鉀中間層的粗糙程度瑰齐。
豐田汽車功率電子事業(yè)部總經(jīng)理濱田公守在“將碳化硅功率半導應用于環(huán)保型汽車”演講中指出弟茸,汽車行業(yè)正在開發(fā)一系列的電動環(huán)保汽車來幫助減少尾氣二氧化碳排放量和實現(xiàn)能源多樣化∽行眩混合動力汽車作為環(huán)保車最實用的類型已經(jīng)被市場廣泛接受版叁。混動車在未來具有很大的市場序评。2015年敲侧,在日本幾乎所有的相關(guān)的車都可以實現(xiàn)電動化,到2050年辽廊,下一代的車都可以實現(xiàn)電力總成僻匿。同時他表示,到2020年酿傍,混動車將會呈現(xiàn)快速增長的趨勢烙懦。豐田汽車公司已將高壓系統(tǒng)定位為一種可以應用于所有下一代電動環(huán)境友好的汽車的核心技術(shù),目前正在努力提高高壓系統(tǒng)組件的性能拧粪。由于其低損耗的操作性能修陡,碳化硅功率器件作為高壓系統(tǒng)的關(guān)鍵部件被認為是非常有前途的下一代半導體功率器件,它有助于提高燃油效率可霎,減少尺寸和重量的功率控制單元魄鸦。
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