电动汽车IGBT芯片技术综述和展望

绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)作为电动汽车动力总成系统的核心器件,直接决定了电动汽车的安全性和可靠性。芯片结构是决定IGBT芯片性能的关键因素。因此,芯片本体的优化设计是提高电动汽车牵引逆变器功率密度、运行效率和工况适应性的基础。围绕电动汽车IGBT芯片电流密度提升和功率损耗降低方面的国内外研究,分类探讨沟槽栅技术、屏蔽栅结构、载流子存储层、超级结和逆导技术等关键技术的最新进展;梳理了IGBT芯片在高压/高温等复杂工况下的可靠性提升技术,特别是对缓冲层和终端结构的优化设计进行了总结和归纳。此外,还着重探讨了IGBT器件的多功能一体化集成技术,包括片上集成温度/电流等传感器技术和模块内部集成无损缓冲电路等。在此基础上,结合电动汽车的发展趋势,展望了电动汽车IGBT芯片技术的未来研究方向。