PCIM Asia 2023（上海國際電力元件、可再生能源管理展覽會暨研討會）日前在上海隆重舉行，它是亞洲電力電子技術發展及在能源效率和智能運動控制領域的綜合解決方案的最佳展示平臺之一。展會涵蓋組件、驅動控制、散熱管理和智能系統等，為各類買家提供解決方案。
以下將呈現PCIM Asia 2023上功率半導體、材料、封裝等方面的一些頭部企業的展位，了解他們此次帶來的各種新技術和新的解決方案。
▋安森美：定義“硬核”科技
安森美在展會期間發表了重磅主題演講，包括一種碳化硅功率模塊的建模和驗證、碳化硅加速新一代光儲充應用創新、安森美快速DC充電樁方案，幫助與會者快速把握產業新方向。
在展會上，安森美展示了突破性的Elite Power在線仿真工具和PLECS模型自助生成工具。兩款產品適用于軟/硬開關應用，有助于工程師在開發的早期階段，通過對復雜電力電子應用進行系統級仿真，獲得有價值的參考信息，從而無需耗費成本和時間進行硬件制造和測試，使其工作更加高效。
安森美最近擴展了1200V M3S EliteSiC MOSFET系列的產品，支持更高的開關速度，以適配越來越多的800V電動汽車車載充電器（OBC）和能源基礎設施應用，助力電力電子工程師實現更出色的能效和更低系統成本。展示的產品包括1200V M3S EliteSiC和驅動SiC MOSFET的NCP/NCV51561評估套件。
安森美首次在國內展出的第7代IGBT（FS7 IGBT）是一款新穎的1200V器件，具備出類拔萃的性能，開關損耗和導通損耗低，可實現高能效的能源基礎設施。Q-DAUL 3模塊將FS7 IGBT應用拓展至中等功率工業領域，同時提高電動汽車主驅逆變器的功率密度。
安森美還展示了汽車、能源、工業市場的全系方案與客戶應用，包括：用于電動汽車主驅逆變器的VE-Trac系列；用于更高能效智能電源的25kW電動汽車充電樁套件；采用EliteSiC技術實現400V和800V雙向充電方案；涵蓋光伏和工業自動化市場的功率集成模塊（PIM），以及超高密度（UHD）電源方案。
▋三菱電機：為功率半導體按下“加速鍵”
作為本屆展會的贊助商，三菱電機半導體攜變頻家電用智能功率模塊SLIMDIP-Z?、工業與新能源發電用三電平IGBT模塊、新型3.3kV高壓SiC-MOSFET模塊、下一代電動汽車專用功率模塊4款新品及其他涵蓋多個電力電子應用領域的14款經典產品全線亮相，以行業發展和應用為導向，全面展示三菱電機功率器件的產品及技術趨勢。
為了適應變頻家電市場高可靠性、低成本、小型化等應用需求，三菱電機優化了SLIMDIP-Z?內部結構，擴大了RC-IGBT芯片的安裝面積并采用了全新的絕緣導熱墊片可使熱阻降低約40%。SLIMDIP系列封裝，幫助設計者縮短開發時間幫助，實現更簡單、更小型的家用電器逆變系統。
在工業與新能源行業，本次展示的這款工業與新能源發電用三電平IGBT模塊，采用了T型三電平拓撲。半橋部分采用了1200V第7代IGBT，而交流開關部分采用了650V第7代IGBT。
在軌道牽引行業，繼3.3kV/185A、3.3kV/375A和3.3kV/750A全碳化硅模塊之后，三菱電機新開發了一款集成SBD的SiC-MOSFET模塊，其規格為3.3kV/800A，它將有助于為鐵路、電力系統及大型工業變流系統提供更大功率密度、更高效率和可靠性。
在電動汽車行業，三菱電機正在開發下一代電動汽車專用功率模塊。該系列模塊擁有1300V和750V兩個電壓等級，分別采用SiC MOSFET和RC-IGBT芯片技術。該系列模塊采用三菱電機擅長的壓注模工藝。在保證可靠性的同時，大大提升生產效率。
▋羅姆：主推碳化硅和氮化鎵解決方案
羅姆聚焦碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等寬禁帶半導體，展示了面向工業設備和汽車領域的豐富產品陣容及解決方案。采用世界先進的碳化硅為核心的功率元器件技術，以及充分發揮其性能的控制IC和模塊技術，羅姆在提供電源解決方案的同時，為工業設備和汽車領域的節能化、小型化賦能。
羅姆的碳化硅技術優勢由來已久，在碳化硅功率元器件和模塊的開發領域處于先進地位，其碳化硅器件擁有低導通電阻特性以及出色的高溫、高頻和高壓性能，已成為下一代低損耗半導體可行的理想選擇。
羅姆先進的SiC MOSFET技術實現了業界領先的低導通電阻，大幅減少了開關損耗，支持15V和18V柵極-源極電壓，有助于實現汽車逆變器和各種開關電源等各種應用顯著的小型化和低功耗。
羅姆第4代SiC MOSFET（SCT4 series）通過進一步改進自創的雙溝槽結構，改善了EV牽引逆變器等應用所需的短路耐受時間，與第3代SiC MOSFET相比，通過進一步改進原始的雙溝槽結構，在不犧牲短路耐受時間的情況下，導通電阻降低約40%，為業內超低級別；開關損耗亦可降低約50%。新一代產品有助于提高電動汽車、數據中心、基站和智能電網等高電壓和大容量應用的便利性和功率轉換效率。
GaN HEMT作為一種非常有助于提高功率轉換效率和實現器件小型化的器件被寄予厚望。2022年，羅姆將柵極耐壓高達8V的150V耐壓GaN HEMT投入量產；2023年3月，又確立了能夠更大程度地發揮出GaN性能的控制IC技術。近期，為助力各種電源系統的效率提升和小型化，羅姆推出了器件性能達到業界超高水平的650V耐壓GaN HEMT。
此外，羅姆還結合自身功率電子和模擬兩大核心技術優勢，推出了EcoGaN? Power Stage IC“BM3G0xxMUV-LB”。該產品集GaN HEMT和柵極驅動器于一體，使GaN器件可輕松安裝在服務器和AC適配器當中，減少這些應用等的功率損耗和體積。
在面向電動汽車及工業設備的高性能解決方案方面，羅姆展示的BM611x系列采用獨創的微細加工工藝開發的片上變壓器，實現了小型、內置絕緣元件的柵極驅動器。羅姆還展示了針對各種外接交流電源的AC-DC轉換器IC產品系列（650V、800V、1700V），利用準諧振操作可實現軟開關，有助于保持較低的EMI，以實現性能更高的系統。
▋東芝：聚焦四大領域大功率應用
東芝在本次展會上重點展出了：雙柵極RC-IEGT、東芝大功率器件IEGT、IEGT PPI Stack、全碳化硅模塊、智能功率器件、車載分立器件和分立器件封裝產品線。這些產品和解決方案廣泛應用于風力發電、牽引、電力輸配電和工業變頻器四大領域。
在分立器件方面，東芝展示了高效節能功率MOSFET，包括低壓系列U-MOS和高壓系列DTMOS。技術上，東芝的U-MOS9-H和U-MOS10-H采用溝道工藝，柵極的垂直溝道U型結構可以提高集成密度，降低導通電阻；DTMOS5和DTMOS6采用超級結工藝，P層的垂直構造工藝使東芝的系列產品可以在擁有高耐壓的同時保持低導通電阻的性能。另外，通過應用單層外延的工藝技術，得益于精簡的幾何構造及生產過程，DTMOS6可以實現高性能、高效率。
東芝的高可靠性、節能、省空間的光電器件包括光耦和光繼電器。由于采用了新的LED技術，并利用高性能的檢測芯片來估算光衰，使光耦具備使用壽命長、可靠性高，以及能夠在高溫條件下使用的特點。
東芝大功率器件IEGT采用高耐壓技術和低損耗技術（SiC元器件等），已經為柔直輸配電作出了貢獻，適用范圍包括能源鏈中的：發電、輸配電和應用端。東芝的壓接式封裝IEGT（PPI）內部采用電流、電壓均等分布的排列方式，裝有多個IEGT芯片。
在碳化硅方面，東芝的碳化硅MOSFET分立器件具有低損耗易設計的特點，應用范圍包括充電樁、新能源發電、電機和數據中心等。其中第二代產品已經量產，第三代產品已開始提供工程樣品。
碳化硅MOS模塊方面，目前已推出1200V/600、1700V/400、3300V/800A全碳化硅MOSFET模塊的商業樣品；1700V/250A、2200V/250A和部分3300V /800A產品為工程樣品。
東芝搭載SiC SBD的混合模塊可滿足電力機車驅動控制系統尺寸小、重量輕、節能的要求，可大幅度降低損耗，適用于新型軌道交通的逆變系統。
▋英飛凌：創新推動低碳化和數字化
本次PCIM Asia上，英飛凌以“推動低碳化和數字化”為主旨，展示其在功率半導體和寬禁帶技術方面的最新解決方案如何賦能綠色低碳化和數字化轉型。英飛凌的“綠色能源與工業”、“電動交通和電動出行”、“智能家居”三大主題展區多維度、全方位地展示了其涵蓋電力電子全產業鏈的眾多創新產品、高能效解決方案和本土客戶應用案例。
在綠色能源與工業展區，英飛凌重點展出的亮點產品和解決方案包括能夠滿足風電市場對高可靠性、高功率密度和更長使用壽命要求的PrimePACK?3+ .XT增強型模塊；用于光伏發電的2000V 60A EasyPACK? CoolSiC? MOSFET 3B碳化硅模塊；還有光伏組串逆變器用三路45A三電平Boost MPPT模塊。
英飛凌的MOTIX?品牌的新成員160V MOTIX?三相柵極驅動器IC（6ED2742），通過可擴展的產品組合提供低壓電機控制解決方案。另一款1200V TRENCHSTOP? IGBT7 H7 TO-247封裝分立器件，針對光儲、UPS、EV充電器、焊機等應用進行了專門優化，具有更低的開關損耗和導通損耗，完美適配于不需要短路能力的光儲等應用。
在電動交通和電動出行展區，英飛凌進行了一系列的技術演示，包括使用英飛凌第二代HybridPACK? Drive碳化硅功率模塊的電機控制器系統演示、T2G-C駕駛艙演示、尾燈以及LED Ring功能演示等。
在智能家居展區，英飛凌重點展示的創新產品和解決方案包括一款新型二氧化碳傳感器產品XENSIV? PAS CO2，這是目前全球體型最小的一款基于光聲光譜（PAS）原理的二氧化碳傳感器。
▋納芯微：全面展示光儲充、工控和汽車電子解決方案
納芯微電子圍繞光伏、儲能、充電樁、工業控制、汽車電子等應用領域，全面展示其在傳感器、信號鏈、電源管理三大方向的創新產品和解決方案，包括電流傳感器、數字隔離器、接口、隔離采樣、隔離電源、隔離驅動、電機驅動，以及其SiC系列產品等。
納芯微展示的光儲充系統提供一站式半導體解決方案包括：功率器件、驅動、數字隔離器、隔離接口、傳感器等豐富的產品組合。其中，納芯微隔離芯片基于容隔技術路線，相比傳統光耦和磁耦，耐壓更高、傳輸速度更快、溫度范圍更寬，工作壽命更長。在信號調制方式方面，納芯微采用Adaptive OOK?編碼技術，進一步提高了隔離器件抗共模噪聲的能力。
納芯微的SiC功率器件產品具有高耐壓、高速開關、低導通電壓和高效率等特性，有助于降低能耗并縮小系統尺寸，適用于光儲充等高壓、大功率應用；其集成式霍爾電流傳感器相比傳統的霍爾模塊，能夠減少50%的占板面積，有效縮小系統尺寸。
納芯微豐富的產品組合可覆蓋工業電機、變頻器、伺服電機、PLC等工業自動化領域多種應用。此外，納芯微持續優化自身的產品技術開發能力，以滿足不斷發展的工控領域需求。除傳統的通用產品解決方案之外，納芯微更可為客戶提供系統級創新與多樣化的選擇。例如：公司使用單顆數字輸入（DI）隔離器可替代多顆低速或高速光耦器件，能夠有效縮小系統尺寸，簡化了系統設計，進而降低成本；為小型化PLC主機與DO模組提供集成式驅動方案，節省DO模塊PCB設計面積，支持小尺寸或者名片式DO模組設計。納芯微將繼續為客戶提供更多具有前瞻性和實用性的解決方案，助力工業自動化領域的進一步發展。
納芯微擁有豐富的車規級芯片產品定義、開發和量產經驗，并在大量主流整車廠/汽車一級供應商實現批量裝車。與此同時，納芯微不斷拓展其汽車應用的產品組合，如應用于汽車主驅電機電流檢測的磁電流傳感器，同時也在積極開發和驗證車規級1200V SiC MOSFET產品。
▋賀利氏：組裝封裝材料亮點呈現
賀利氏電子是電子組裝和封裝材料的領先制造商，致力于為消費電子和電腦周邊、汽車、LED、電力電子器件以及通信行業開發復雜的材料解決方案。其核心業務涵蓋鍵合絲、組裝材料、厚膜漿料和陶瓷基板等。
此次展示的產品有以下幾類，一是Condura?.ultra無銀活性金屬釬焊（AMB）氮化硅基板。它是一種高性價比、高可靠性的無銀活性金屬釬焊氮化硅基板，可以將氮化硅基陶瓷與銅箔鍵合在一起。采用特殊工藝開發的工藝使用新的無銀AMB技術來獲得高性能氮化硅基板。
二是適用于高性能應用的mAgic燒結銀mAgic，賀利氏mAgic燒結銀是一種穩定、高效的無鉛材料，具有極高的熱導率（100W/mk），可確保LED芯片精確定位，適合無壓燒結工藝，降低空洞風險，可將電力電子器件的壽命延長10倍。
三是Die Top System（DTS），它能夠將鍵合銅線和燒結工藝完美結合，在顯著提升載流及導熱能力的同時，大幅提升產品可靠性，還能優化整個模塊的性能。此外，DTS還能簡化工業化生產，最大程度提高盈利能力，加快新一代功率模塊的上市步伐。
另外，CucorAl Plus鋁包銅線是一款由銅芯和鋁包覆層組成的復合鍵合線，具有優異的電氣和機械性能，可以很方便地取代鋁線，為客戶現有的功率模塊設計帶來立竿見影的性能提升。
▋快克芯裝備：突破第三代半導體封裝“卡脖子”技術
江蘇快克芯裝備科技有限公司是快克智能全資子公司，致力于打造半導體封裝成套解決方案，積極布局先進封裝高端設備領域，實現半導體業務板塊做強做大。
依托精密焊接工藝及裝備自動化技術的積淀，公司自主研發微納金屬燒結設備、預燒結固晶機、IGBT多功能固晶機、真空焊接爐、甲酸焊接爐及固晶鍵合AOI，為功率半導體客戶提供成套封裝設備解決方案。
快克芯裝備以“功率半導體封裝及高可靠性焊接”為主題，展示了SiC功率器件封裝解決方案、IGBT功率模塊封裝解決方案、分立器件功率器件封裝解決方案、塑封功率模塊激光打標及去膠設備、功率模塊及器件高可靠性焊接等應用場景，助力功率半導體封裝量產智造。
據介紹，快克布局的新產品，尤其是納米銀燒結設備用于SiC芯片市場。2023年，快克歷時三年開發成功的銀燒結工藝設備，突破第三代半導體封裝“卡脖子”技術，實現了國產替代，已開放打樣，并正在逐步形成訂單。上半年第一臺已交付使用。
▋賽米控丹佛斯：電力電子傳承經典
賽米控丹佛斯是全球電力電子領域的技術領導者，致力于為汽車、工業和可再生能源等應用提供創新解決方案，幫助世界更高效、更可持續地利用能源，顯著降低碳排放—這也是當今世界面臨的最大挑戰之一。賽米控丹佛斯的產品包括半導體器件、功率模塊、模組和系統。
賽米控智能集成功率模塊也被稱為SKiiP模塊，已被驗證是一種可靠的電能轉換解決方案，具有尺寸緊湊、高度集成的特點。賽米控丹佛斯展示的新一代智能功率模塊SKiiP? 7 IPM能在更加緊湊的體積內輸出更大的功率，且單位功率密度下的成本更低。SkiiP 7采用簡化設計，元件更少，結合了高功率循環能力和環境穩健性；使用數字拓撲結構和定制ASIC的最新驅動器，充分利用了第7代IGBT的優勢。它采用模塊化設計，拓撲配置靈活，包括三相全橋和半橋配置，功率覆蓋150kW到2MW應用。
在展商論壇上，賽米控丹佛斯分享了SKiiP7--為迎接挑戰而設計；SEMITRANS20助力未來大功率變換器；創新的車規級SiC功率模塊封裝技術與材料等精彩內容。
文章來源： 劉洪 PSD功率系統設計
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