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并取得了不少成就

作者:to88通盈官方网站 发布时间:2021-02-03 19:34 点击数:

  在刚刚过去的第五届全国新型半导体功率器件及应用技术研讨会,易捷测试参加了该会议,并与部分演讲嘉宾进行了互动。我们看到今年虽有美中贸易战等不利因素影响,但功率半导体是需求驱动型产业,受影响程度却较小。

  国内功率半导体器件需求很火,功率半导体器件,以前也被称为电力电子器件,简单来说,就是进行功率处理的,具有处理高电压,大电流能力的半导体器件。给个数量吧,电压处理范围从几十V~几千V,电流能力最高可达几千A。典型的功率处理,包括变频、变压、变流、功率管理等等。 其中大功率(通常指电流为数十至数千安,电压为数百伏以上)电子器件。可以分为半控型器件、全控型器件和不可控型器件,其中晶闸管为半控型器件,承受电压和电流容量在所有器件中最高;电力二极管为不可控器件,结构和原理简单,工作可靠;还可以分为电压驱动型器件和电流驱动型器件,其中GTO、GTR为电流驱动型器件,IGBT、电力MOSFET为电压驱动型器件。

  早期的功率半导体器件:大功率二极管、晶闸管等等,主要用于工业和电力系统(正因如此,早期才被称为电力电子器件)。后来,随着以功率MOSFET器件为代表的新型功率半导体器件的迅速发展,现在功率半导体器件已经非常广泛啦, 在计算机、通行、消费电子、汽车电子 为代表的4C行业(computer、communication、consumer electronics、cartronics)。

  功率半导体器件现在可以说是越来越火,国家不是要节能环保吗,低碳生活,那就需要对能量的处理进行合理的管理,power是啥?通俗的理解就是功率P=IV 吗,所以就需要对电压电流的运用进行有效的控制,这就与功率器件密不可分! 功率管理集成电路(Power Management IC,也被称为电源管理IC)已经成为功率半导体器件的热点,发展非常迅速噢!

  功率半导体器件,在大多数情况下,是被作为开关使用(switch),开关,简单的说,就是用来控制电流的通过和截断。那么,一个理想的开关,应该具有两个基本的特性:

  2,电流截断的时候,这个理想开关两端可以承受的电压可以是任意大小,也就是0~无穷大 因此,功率半导体器件的研究和发展,就是围绕着这个目标不断前进的。现在的功率半导体器件,已经具有很好的性能了,在要求的电压电流处理范围内,可以接近一个比较理想的开关。 功率二极管,晶闸管,还有功率BJT(就是功率双极型晶体管)这些都是第一代产品了,比较老了。第二代是以功率MOSFET为代表的新型功率半导体器件,如VDMOS、LDMOS,以及IGBT。IGBT目前非常火啊,国内才刚刚起步,大量需要IGBT的高技术人才,这个非常有钱途。

  然而,传统的硅基功率半导体器件及其材料已经满足不了当下行业对高频、高温、高功率、高能效、耐恶劣环境及小型化功率半导体器件发展需求,且每取得一次突破都要付出高昂的代价。 于是人们的目光转向了以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料,它们具有禁带宽、击穿电场强度高、饱和电子迁移率高、热导率大、介电常数小、抗辐射能力强等优点,结合卓越的开关性能、温度稳定性和低电磁干扰(EMI),更适用于如太阳能逆变器、电源、电动汽车和工业动力等下一代电源转换。

  但同时我们也看到,当今功率半导体器件测试面临相当大的挑战,尤其是使用如碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)的先进材料制成的器件,通常这些新型器件的测试要求更高的电压和功率水平,更快的开关时间以及从晶圆级到封装器件的完整测试。易捷测试目前测试系统及测试技术服务以深入国内大专院校、航空、航天、无线通信、电子行业等领域,也正在寻求更广泛突破,由其在新型器件(SiC, GaN,石墨烯等)材料分析、功率元器件检测、可靠性评测、系统功能验证等方面推广系统集成服务,为能服务于电力设备、电动汽车、轨道交通领域的动力车组和运用大功率半导体器件设计发挥自身更多优势。

  与适用于中大功率的SiC相比,GaN的方向是中小功率,因此GaN成为紧随SiC的第三代半导体材料。GaN微波射频器件目前主要用于远距离信号传输和高功率级别,如雷达、移动基站、卫星通信、电子战等,主要玩家有东芝、三星等。 站在全球角度看,目前SiC的技术和市场都被国际企业所垄断,主要为Infineon、Cree和Rohm,而且他们已经形成了产品体系。与国际大厂相比,中国大陆的碳化硅功率半导体器件研发起步晚,于20世纪末才开始重视SiC的开发,在技术上仍有很大差距。而中国在国家多项科研计划的扶持下,已经大幅缩小了与国际的技术差距,并取得了不少成就。功率半导体是很多应用领域不可或缺的上游器件,未来将伴随着产业的爆发而实现快速增长。然而在SiC和GaN材料的制备与质量等方面仍有较多亟待破解的问题。


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