功率半导体器件频域热流模型及特性

功率半导体器件的热应力是导致其失效的主要原因之一,因此近年来针对器件的热建模越来越受到关注。由于工况的复杂性,功率半导体器件承受的暂态电热行为通常呈现多时间尺度特性。为了解决这一问题,学者们做出了许多努力,而频域建模相对而言是一个较为简单且实用的方法。但是,目前大多数方法只针对器件的温度频域特性进行研究,而忽略了热流特性,导致器件热模型与外部散热条件相连时温度预测的不准确。文中从频域建模出发,分析功率半导体器件的热流在频域下呈现的低通滤波特性,并提出一种多阶三频率的低通滤波器的热流频域建模方法。该方法还原功率半导体器件全频段的热流特性,提升器件热应力描述的准确性,解决了器件模型与外部散热条件相连的难题,并通过有限元仿真和实验进行验证。

《半导体技术》专题征稿启事——“功率半导体器件可靠性和失效分析”专题

“一代器件决定一代设备”,功率半导体器件广泛应用于智能电网、轨道交通、新能源汽车、新能源发电与储能以及工业驱动等领域,近年来发展迅速,大力推动了我国各行业的进步。功率半导体器件的可靠性直接决定设备的长期运行和安全稳定,因此,探究其封装可靠性以及实际应用的物理极限和边界,洞悉其失效模式和失效机理,发展在线监测技术,实现器件工作状态的准确评估和剩余寿命的预测至关重要。

提升充电效率,基本半导体应用于高压快充的E2B碳化硅功率模块方案解析

充电桩采用碳化硅模块可以增加近30%的输出功率,减少50%的损耗。目前在充电桩领域,碳化硅应用处于快速增长阶段,预计到2025年将提升至35%,市场规模将达200亿元。近年来,充电时长已经成为影响新能源汽车驾驶体验的关键因素,市场对提高车辆充电速度的需求变得越来越迫切。高电压和大电流都可缩短充电时间,但考虑到铜线损耗的因素,高压大功率比大电流方案更有效率。

高功率微波作用下半导体器件失效和防护分析

高功率微波是通过直接及间接的耦合方式产生电热效应,会在不同程度上对电子通信设备产生干扰,导致设备出现无法逆转的损伤。本文重点分析高功率微波作用下半导体器件失效问题,对集中不同列的晶体管受到高脉冲影响产生的变化进行分析,提出了瞬态稳压抑制器的优化方式,有利于半导体器件失效防护。

聚焦碳化硅,罗姆与东芝联手深化功率半导体业务合作

据外媒报道,在罗姆近日召开的财务业绩发布会上,公司总裁Isao Matsumoto(松本功)宣布,将于今年6月开始与东芝在半导体业务方面进行业务谈判,预计谈判将持续一年左右。两家公司旨在加强旗下半导体业务全方面合作,涵盖技术开发、生产、销售、采购和物流等领域。

功率半导体器件厂商芯长征拟A股IPO已进行上市辅导备案

近日,证监会披露了关于江苏芯长征微电子集团股份有限公司(简称:芯长征)首次公开发行股票并上市辅导备案报告。中金公司已受聘担任芯长征首次公开发行股票并上市的辅导机构,并已签订《辅导协议》。芯长征是一家集新型功率半导体器件设计研发与封装制造为一体的高新技术科技企业,核心业务包括IGBT、coolmos、SiC等芯片产品及技术开发、IGBT模块设计、封装、测试代工等。

第十八届中国半导体行业协会半导体分立器件年会暨2024年中国半导体器件技术创新及产业发展论坛会议通知

中国半导体分立器件产业随着传统产业转型和技术升级,在新兴产业发展中发挥着不可或缺的重要作用。新材料和新技术的不断发展应用,对半导体分立器件未来发展产生深远的影响。全球经济复苏缓慢,消费预期下降,继续影响半导体分立器件行业的整体发展,但在5G通信、大数据中心、光伏风能储能、新能源汽车等应用市场增长的牵引下,半导体功率器件产业继续保持发展的态势。在中低端功率器件领域国产化半导体功率器件已成为主要角色,伴随着技术的不断积累和资本的持续投入。

第十八届中国半导体行业协会半导体分立器件年会暨2024年中国半导体器件技术创新及产业发展论坛会议通知

中国半导体分立器件产业随着传统产业转型和技术升级,在新兴产业发展中发挥着不可或缺的重要作用。新材料和新技术的不断发展应用,对半导体分立器件未来发展产生深远的影响。全球经济复苏缓慢,消费预期下降,继续影响半导体分立器件行业的整体发展,但在5G通信、大数据中心、光伏风能储能、新能源汽车等应用市场增长的牵引下,半导体功率器件产业继续保持发展的态势。在中低端功率器件领域国产化半导体功率器件已成为主要角色,伴随着技术的不断积累和资本的持续投入,在中高端市场也会逐渐成熟、壮大。

高压大容量功率半导体器件技术及其应用

功率半导体器件作为电气化进程的核心组成部分,其本身在不断迭代提升,并促进电气化装置和应用的发展。功率半导体器件的关键技术主要体现在4个方面:新材料、新结构、新封装、智能化。针对不同应用的场景,功率半导体器件的要求也不尽相同,文章通过对轨道交通、电动汽车和电力系统等典型场景特点的分析,阐述了精细沟槽型绝缘栅双极型晶体管、碳化硅和高功率密度智能化集成功率器件等的应用;功率半导体器件目前仍然处于飞速且稳健的发展阶段,随着技术不断成熟,新技术的不断涌现,4个关键技术均存在巨大的发展空间。

“宽禁带功率半导体器件”专题前言

为实现“碳达峰、碳中和”战略目标,我国正大力发展绿色经济,积极推进节能减排。提高能源利用效率,特别是电能转换效率,是社会经济发展绿色转型的重要手段之一。功率半导体器件是电能变换、控制和利用的核心器件,其特性直接影响着电力电子系统的性能。随着应用复杂程度的提升,传统Si基器件物理极限无法满足部分高压、高温、高频及低功耗的应用要求。

开通脉宽对功率半导体器件双脉冲测试的影响

为更好地开展功率半导体器件的双脉冲测试,文章系统性地研究了开通脉宽对功率半导体器件双脉冲测试的影响。通过理论分析结合仿真验证的方式分别研究了IGBT器件和MOSFET器件开关特性与开通脉宽之间的关系,研究发现,IGBT器件和MOSFET器件都会受到关断延时电流偏差和测量自热效应的影响:如果开通脉宽太小,关断延时电流偏差会影响双脉冲测试结果;如果开通脉宽太大,测量自热效应会显著影响双脉冲测试结果;同时,当开通脉宽太小时,IGBT器件的双脉冲测试结果还会额外受到非稳态开关效应影响,而非稳态开关效应会导致测试波形振荡严重,可能损坏器件,但MOSFET器件不会受到非稳态开关效应的影响。研究结果表明,IGBT器件和MOSFET器件都存在一个合理的开通脉宽(或负载电感电感值)范围,在该范围内器件的开关特性几乎不受开通脉宽的影响,而上限临界脉宽建议通过产品手册的热阻抗曲线进行估算,下限临界脉宽建议通过双脉冲实测的方式来确认。

浅谈电力电子产业中功率半导体器件的发展

在工业生产中,电力电子技术占据重要地位。在产业发展中,落后的技术会阻碍发展,功率半导体器件作为电力电子行业发展的核心技术之一,对于电力电子产业发展具有重要影响。本文分析了功率半导体器件的重要性,对电力电子技术的未来发展趋势进行深入探究,并对功率半导体器件的发展提出几点合理化建议,为促进我国电力电子行业发展,加速产业进步提供思路和参考。

第3代半导体碳化硅功率器件用高导热氮化硅陶瓷基板最新进展

第3代半导体一般指禁带宽度大于2.2e V的半导体材料,也称为宽禁带半导体材料。半导体产业发展大致分为3个阶段,以硅(Si)为代表的通常称为第1代半导体材料;以砷化镓为代表的称为第2代半导体材料,已得到广泛应用;而以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石等宽禁带为代表的第3代半导体材料,由于其较第1代、第2代材料具有明显的优势,近年来得到了快速发展。SiC、GaN、ZnO等第3代半导体具有更宽的禁带宽度、更高的导热率、更高的抗辐射能力、更大的电子饱和漂移速率等特性,更适合制作大功率电子器件。

“宽禁带功率半导体器件”专题组稿专家

陈万军,电子科技大学教授,博士生导师,电子科学与工程学院副院长;国际电气电子工程师协会(IEEE)高级会员(Senior Member),中国电子学会高级会员,中国电子学会青年科学家会员,四川省电子学会半导体与集成技术专委会秘书长;2007年获电子科技大学博士学位,2007-2010年在香港科技大学进行博士后研究.2010年起任教于电子科技大学微电子与固体电子学院.

总投资10亿!第三代半导体功率模块研发生产基地项目签约落户

6月5日,在北京昕感科技有限公司总部,在锡山区委书记方力与昕感科技董事长王哲共同见证下,第三代半导体功率模块研发生产基地项目签约落户锡东新城。昕感科技聚焦于第三代半导体碳化硅功率器件、模块、模组产品的创新突破与研发生产,致力于成为国内领先和具有国际影响力的功率半导体变革引领者。此次签约的项目总投资超10亿元,主要建设车规级第三代半导体功率模块封装产线,可同时覆盖汽车主驱、超充桩、光伏、工业等应用场景。项目预计2025年投产,实现满产产能约129万只/年,产值超15亿元/年。

宽禁带功率半导体器件技术

碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)是第三代半导体材料的典型代表。与常规半导体硅(Si)和砷化镓(GaAs)相比,宽禁带半导体具有宽带隙、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等突出优点,是大功率、高温、高频、抗辐照应用场合下极为理想的半导体材料。该文总结了宽禁带SiC和GaN功率半导体器件研发的最新进展,包括各种功率二极管和功率晶体管。同时对宽禁带SiC和GaN功率半导体器件发展所面临的市场和技术挑战进行了分析与概述,并对其发展前景进行了展望。

功率半导体器件风冷散热器热阻计算

基于散热器工作过程分析,提出一种新型的计算功率器件用散热器热阻的计算方法。计算过程中,先将散热器的传热过程分为体内传热过程和表面散热两部分,然后详细分析了每一过程,并给出描述每一散热过程的基本公式。最后利用散热器厂家给出的实测热阻曲线进行验证。计算结果表明,这种计算散热器热阻的方法具有简单、快捷、准确的特点。

非平稳工况下功率半导体器件结温管理技术综述

结温管理技术可以有效地降低功率半导体器件承受的热载荷,提高功率半导体器件的期望寿命,是近期电力电子学科研究的热点之一。为此,概述国内外结温平滑方法的研究现状,根据补偿损耗和降低损耗两种不同的平滑结温思路,对现有结温平滑方法进行分类,总结每类方法在应用时存在的主要问题;概述结温管理系统的研究现状,分析结温管理系统目前的研究难点;在对现有寿命评估方法概述的基础上,总结出一种评价结温管理效果的方法;根据该评价方法,对两类结温平滑控制方法效果进行分析和讨论,得出基于补偿损耗的结温管理方法可能对寿命期望产生负面影响的结论。

功率半导体器件温度状态的实时预测技术

提出了一种用预测估计的方法对电力电子设备中的功率器件温度状态进行估计、预测和控制的方法 ,使其始终在安全温度范围工作 ,并通过参数控制的方法避免故障的出现 ,既保证了驱动系统的运行质量 ,又避免了功率器件的损坏 。

第九届全国新型半导体功率器件及应用技术研讨会暨第三代半导体产业融合创新发展(广州)论坛

为紧跟国际功率半导体器件技术发展步伐,推动我国新型半导体功率器件技术水平进一步提高,加快其成果转化和应用推广,增强自主创新能力。由中国半导体行业协会半导体分立器件分会主办的“第九届全国新型半导体功率器件及应用技术研讨会”于2023年11月23~25日在广州召开。本会议是继厦门、昆明、长沙、苏州、深圳、成都、重庆、无锡成功举办后,我国半导体功率器件及应用领域又一次重要的学术、技术交流活动,将为广大从事新型半导体功率材料、器件及其应用技术工作者提供一个高起点.