~开关损耗降低85%,大幅减少了工业设备等的功率损耗~
日本知名半导体制造商罗姆株式会社(总部:日本京都市)推出的“全SiC”功率模块(额定1200V/100A)开始投入量产。该产品的内置功率半导体元件全部采用SiC(Silicon Carbide:碳化硅)构成。
此产品安装在工业设备和太阳能电池等中负责电力转换的变频器、转换器上,与普通的Si(硅)材质的IGBT模块相比,具备以下优势,有效解决了世界能源和资源等地球环境问题。
●开关损耗降低85%
●与传统的400A级别的Si-IGBT模块相替换时,体积减小约50%
●损耗低,因此发热少,可减小冷却装置体积,从而可实现设备整体的小型化
本产品计划在罗姆总部工厂(京都市)从3月份下旬开始量产、出货。
近年来,在工业设备和太阳能电池、电动汽车、铁路等电力电子技术领域,与Si元件相比,电力转换时损耗少、材料性能卓越的SiC元件/模块的实际应用备受期待。
根据估算,将传统的Si半导体全部替换为SiC后的节能效果,仅在日本国内就相当于4座核电站的发电量※2,因此,各公司都已强化了相关研究开发。在这种背景下,罗姆于2010年在世界上率先成功实现了SiC-SBD和SiC-MOSFET两种SiC元件的量产,在行业中遥遥领先。
与此同时,关于“全SiC”模块,即所内置的功率元件全部将Si替换为SiC,多年来,虽然全世界的制造商多方试制,但在可靠性上存在诸多课题,一直无法实现量产。
※1:根据罗姆的调查(截止2012年3月22日)
※2:根据日本工程振兴协会(ENAA)的调查:截止2020年日本国内主要领域都导入了SiC功率元件的情况下
(按1座100万kW级的核电站=8.8TWh/年估算)
此次,通过罗姆开发出的独创的缺陷控制技术和筛选法,使可靠性得以确保。另外,针对SiC制备过程中特有的1700℃高温工序,为了防止其发生特性劣化,罗姆开发了控制技术,于世界首家确立了“全SiC”功率模块的量产体制。
内置最先进的SiC-SBD和SiC-MOSFET两种元件,与传统的Si-IGBT模块相比,可以将电力转换时的损耗降低85%。另外,与IGBT模块相比,在10倍于其的频率-100kHz以上的高频环境下工作成为可能。该产品的额定电流为100A,通过高速开关和低损耗化,可以与额定电流为200~400A的Si-IGBT模块进行替换。
不仅如此,通过设计和工艺的改善,罗姆还成功开发出散热性卓越的模块。替换传统的400A级别的Si-IGBT模块时,体积可减小约50%。由于损耗低,因此发热少,可减小外置的冷却装置体积,从而非常有助于设备整体的小型化。
罗姆将以SiC为首的功率元件事业作为发展战略之一定位,今后,加强实现更高耐压、更大电流的SiC元件/模块的产品阵容的同时,不断推进完善SiC 沟槽式MOSFET和SiC-IPM(智能电源模块)等SiC相关产品的阵容与量产化。
<特点>
开关损耗降低85%
内置了最先进的SiC-SBD与SiC-MOSFET的“全SiC”模块,与传统的Si-IGBT相比,开关损耗可降低85%。
实现小型、轻薄封装
通过设计和工艺改善,成功开发出散热性卓越的模块。大大有助于设备的小型化需求。
<威廉希尔官方网站 图>
<术语解说>
?IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor的简称)
绝缘栅双极晶体管。给栅极安装了MOSFET的双极晶体管。
?MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor的简称)
金属-氧化物-半导体场效应晶体管,是FET中最被普遍使用的结构。作为开关元件使用。
?SBD(肖特基势垒二极管Schottky Barrier Diode 的简称)
使金属和半导体接触从而形成肖特基结,利用其可得到整流性(二极管特性)的二极管。具有“无少数载流子存储效应,高速性能卓越”的特点。
【关于罗姆(ROHM)】
罗姆(ROHM)是全球著名半导体厂商之一,创立于1958年,是总部位于日本京都市的跨国集团公司。“品质第一”是罗姆的一贯方针。我们始终将产品质量放在第一位。无论遇到多大的困难,都将为国内外用户源源不断地提供大量优质产品,并为文化的进步与提高作出贡献。
历经半个多世纪的发展,罗姆的生产、销售、研发网络遍及世界各地。产品涉及多个领域,其中包括IC、分立半导体、光学半导体、被动元件以及模块产品。在世界电子行业中,罗姆的众多高品质产品得到了市场的许可和赞许,成为系统IC和最新半导体技术方面首屈一指的主导企业。
罗姆十分重视中国市场,已陆续在全国设立多家代表机构,在大连和天津先后开设工厂,并在上海和深圳设立技术中心和品质保证中心提供技术和品质支持。
【关于罗姆(ROHM)在华业务的发展】
作为在中国市场的销售基地,最早于1974年成立了罗姆半导体香港有限公司,随后,随着中国电子市场的扩大,在1999年成立了罗姆半导体(上海)有限公司,2003年成立了罗姆半导体贸易(大连)有限公司,2006年成立了罗姆半导体(深圳)有限公司,至今已形成了以这4家销售公司和18家分公司为结构的销售网络(分公司:北京、天津、青岛、长春、南京、无锡、苏州、杭州、宁波、西安、武汉、东莞、广州、惠州、厦门、珠海、成都、重庆)。
并且,作为技术支持基地,1993年开设了香港技术中心,2000年开设了上海技术中心,2006年开设了深圳技术中心。作为生产基地,1993年在天津(罗姆半导体(中国)有限公司)和大连(罗姆电子大连有限公司)分别建立了生产工厂。在天津进行晶体管、二极管、LED、半导体激光、LED显示器的生产、在大连进行电源模块、热敏打印头、多线传感头、光电模块的生产,作为罗姆半导体集团的主力生产基地,源源不断地向中国国内外提供高品质产品。
此外,作为社会贡献活动中的一环,罗姆还致力于与国内外众多研究机关和企业加强合作,积极推进产学研联合的研发活动。2006年与清华大学签订了产学联合框架协议,积极地展开关于电子元器件最尖端技术开发的产学联合。
2008年,在清华大学内由罗姆捐资(建设费约20亿日元)建设“清华罗姆电子工程馆”,并已于2011年4月竣工。 除清华大学之外,罗姆还与西安交通大学、电子科技大学、浙江大学和同济大学等高校进行产学合作,不断结出丰硕成果。
起初,罗姆进入中国市场的目的是为日本以及欧美、韩国等电子产品制造商的中国生产基地提供周到的销售支持、产品供给,以此展开业务。但是随着中国经济的发展,中国电子市场的壮大,正在面向发展壮大起来的中国电子制造商建立积极的和销售体制。
为了迅速且准确应对不断扩大的中国市场的要求,在中国构建了与罗姆日本同样的集开发、销售、制造与一体的一条龙体制。特别加强应对内陆地区,于2010年下半期至今新开设了西安、成都、重庆、武汉、长春5家分公司。并且,计划在今后以本地工程师为中心,将各设计中心的开发人员和FAE人数增倍。
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