罗姆亮相PCIM Asia 2025,碳化硅与氮化镓技术引领功率电子未来
在PCIM Asia 2025上海展上,罗姆公司集中展示了其在碳化硅、氮化镓、IGBT及MOSFET等功率半导体领域的最新产品与系统解决方案。本次展出的新品不仅体现了罗姆在材料技术和封装设计上的持续创新,更凸显了其致力于为汽车、工业、能源及消费电子等市场提供高效、高可靠性及高功率密度产品的战略决心。以下将带您逐一了解本次展会的几大核心展品。
创新封装的第4代碳化硅功率模块
罗姆本次重点推出了两款采用新型封装的第4代碳化硅MOSFET模块。首先是DOT-247模块,其外形如同两个TO-247封装并排在一起。与传统使用两个分立TO-247器件搭建桥式电路相比,DOT-247将上下桥臂集成于单一模块内,带来了革命性优势。其最关键的一点是,它极大地优化了电流路径,将回路中的杂散电感从传统的27nH大幅降低至14nH。这对于充分发挥碳化硅器件高频、高速开关的特性至关重要,能有效降低开关损耗和电压过冲,提升系统整体效率。
此外,该模块的热阻也得到了显著优化。在相同的20W功率损耗下,模块结温比传统方案降低了约7℃,这意味着散热设计可以更为简化,或在同等散热条件下实现更高的功率输出。产品阵容覆盖1200V和750V电压等级,其中1200V产品是当前市场主力。以一个1000W的三相PFC应用为例,传统方案需要12个单管,而采用DOT-247模块仅需3个即可实现,极大地减少了元件数量,提升了功率密度和系统可靠性。
另一款亮点产品是HSDIP20封装模块。该模块同样基于第4代碳化硅技术,其最大特点是体积小巧、功率密度高,并且模块本身已完成绝缘处理,散热面可直接与散热器贴合,无需额外的绝缘垫片,简化了安装流程。在相同20W功率下,其芯片结温可比传统器件降低23℃,散热能力卓越。正因为如此,它对散热条件苛刻的应用场景极具吸引力,例如主动悬架系统(通常为自然风冷)和车载充电器,目前已在主动悬架领域获得了较多应用。模块还内置了热敏电阻,可直接监测温度,省去了客户在散热器上打孔、布线的麻烦,提供了极大的设计便利性。
专为车规优化的碳化硅模块
在车规级功率模块领域,罗姆展示了其TRCDRIVE pack™系列。该系列提供Large和Small两种尺寸,均兼容750V和1200V电压,实现了向下兼容的灵活性。其内部工艺采用了先进的银烧结技术进行芯片贴装,并使用铜颗粒替代传统的铝线键合。银烧结技术具有优异的导热性和连接可靠性,而铜颗粒则能承载更大的电流并提升抗热疲劳能力,二者结合使得模块在温度循环方面的可靠性大幅提升,非常适合工况严苛的电动汽车。
与市场上简单的“封装不变,仅将IGBT芯片替换为碳化硅芯片”的方案不同,TRCDRIVE pack™是罗姆专为碳化硅芯片特性从头设计的全新封装。它并非通用封装的简单适配,而是充分考虑了碳化硅对低寄生参数、最优端子布局和高效散热的需求。因此,在相同性能要求下,该模块的体积比通用的IGBT模块减小了30%,同时寄生参数也更优,实现了功率密度和性能的双重飞跃。
高功率与高集成的1700V碳化硅方案与8英寸晶圆
面向工业级高功率应用,如光伏发电、风电及测试设备,罗姆带来了1700V碳化硅模块,展示了其在高压领域的强大实力。其中一款1700V/250A的模块,能够满足对电压等级要求极高的应用场景。
更为引人注目的是其高集成度的1700V一体化电源方案。该方案将一个1700V/4A的碳化硅MOSFET、驱动及必要电路高度集成在一个紧凑模块中,用以替代由两个硅MOS驱动、多个电容和分立器件组成的复杂方案。例如,在输入700-800V,输出40-50W的隔离电源场景中,该一体化方案展现出巨大优势:在无额外散热器的情况下,其温度可控制在72℃,远低于传统方案加装散热器后的120℃,在效率和温控方面表现卓越。
同时,罗姆也展示了其先进的8英寸碳化硅晶圆,这代表了其在原材料端保障产能、降低成本和技术领先性的坚实基础。
高效电源的核心EcoGaN™系列产品
罗姆的EcoGaN™品牌专注于氮化镓技术,产品线涵盖GaN HEMT单管、内置驱动器的Power Stage IC以及集成了控制器的GaN IC。GaN器件的核心优势在于超高开关频率,能显著缩小电源中电容、电感等无源元件的体积,从而实现高功率密度。
其中,Power Stage IC是解决GaN应用痛点的关键产品。它将GaN器件和驱动器合封在一起,使得驱动电压变得与普通MOSFET一样简单(如10-15V),极大地降低了高频应用中的驱动设计和噪声抑制难度,提升了易用性。
更进一步的是“三合一”IC,包括PFC控制器+GaN Power Stage和QR控制器+GaN Power Stage两种组合。它们将整个PFC电路或AC/DC的QR反激电路的核心功能集成于单一芯片,使芯片总面积减少40%以上。这些集成方案还带来了独特的系统级优势:PFC控制器具备轻载降频功能,可提升轻载效率约5个百分点;同时可通过调整开关斜率来优化EMC性能。当罗姆的PFC IC与QR IC组合使用时,还能实现智能的“PFC ON/OFF”功能,在待机时关闭PFC电路,将待机功耗从150mW大幅降至60mW,降幅超过60%。这套组合方案为240W以下的适配器、服务器电源等应用提供了高效、紧凑的完整解决方案。
IGBT和MOSFET创新
在传统的硅基器件方面,罗姆同样带来了重磅更新。其RBxx8系列肖特基二极管主打超低反向漏电流,相较于普通产品降低了约90%,有效避免了在高温环境(如新能源汽车电池包、电机控制器)下因漏电流增大导致的热失控风险,工作结温高达175℃,满足了严苛的车规要求。
第六代MOSFET产品则引入了先进的屏蔽栅/分离栅沟槽技术,并采用铜夹板封装替代传统的引线键合。这一组合技术使得产品在导通电阻和开关性能上均有显著改善,同时寄生电容大幅下降,非常适用于高效的电源管理和电机驱动。此外,还有集成了N+N或N+P通道的双MOSFET,为三相无刷电机或H桥驱动提供了小型化方案。
在IGBT方面,RGA系列展现了强大的性能,其短路耐受能力达到了业界领先的10微秒(Tj=25℃时),并拥有低至1.6V的饱和压降,是电动压缩机、加热器和工业逆变器的理想选择。除了标准的3引脚封装,罗姆还提供了4引脚封装版本,能进一步降低开关损耗。
多元化的碳化硅与IGBT应用案例
在应用案例展区,集中展示了罗姆功率器件在终端产品中的成功实践。多家合作伙伴,如悉智科技、西诚、海姆希科、赛米控丹佛斯等,展示了采用罗姆碳化硅和IGBT芯片的车载逆变器模块、车载空调压缩机模块和PTC加热模块。这些模块采用了DCM、HPD等先进封装技术,电流能力最高可达近600安培,是电动汽车的“心脏”——电驱动系统的核心。特别是海姆希科的模块,甚至将电容集成于模块内部,进一步简化了客户的外围电路设计。这些案例充分证明了罗姆从芯片到模块,再到系统应用的全产业链支持能力。
结束语
在2025 PCIM Asia这一舞台,罗姆公司清晰地勾勒出功率半导体的未来图景:以碳化硅和氮化镓为技术先锋,追求极致的效率、功率密度和可靠性;以持续创新的IGBT和MOSFET为坚实基石,覆盖广泛的中高端应用市场。从一颗晶圆到一个完整的系统解决方案,罗姆正通过其全面的产品阵容和深厚的技术积累,赋能千行百业的能源转换与高效利用,驱动着一个更加绿色、智能的电气化时代。