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  瑞薩電子推出新一代Si-IGBT(硅基絕緣柵雙極晶體管)器件——該產(chǎn)品以更小的尺寸帶來更低的功率損耗。針對下一代電動汽車(EVs)逆變器應(yīng)用，AE5代IGBT產(chǎn)品將于2023年上半年在瑞薩位于日本那珂工廠的200mm和300mm晶圓線上開始批量生產(chǎn)。此外，瑞薩將從2024年上半年開始在其位于日本甲府的新功率半導(dǎo)體器件300mm晶圓廠加大生產(chǎn)，以滿足市場對功率半導(dǎo)體產(chǎn)品日益增長的需求。

  與當(dāng)前一代AE4產(chǎn)品相比，用于IGBT的硅基AE5工藝可將功率損耗降低10%，這一節(jié)能技術(shù)將有助于EV開發(fā)人員節(jié)省電池電量并增加行駛里程。新產(chǎn)品在保持高穩(wěn)健性的同時，體積也縮小了約10%。這款全新瑞薩器件通過在低功率損耗和高穩(wěn)健性的權(quán)衡中取得最佳平衡，實現(xiàn)了IGBT行業(yè)的性能水平。這款I(lǐng)GBT最大限度地減少IGBT間的參數(shù)變化，并在IGBT并聯(lián)運(yùn)行時帶來穩(wěn)定性，從而顯著改善模塊的性能與安全性。這些特性為工程師提供了更大靈活性，幫助其設(shè)計出能夠獲得高性能的小型逆變器。

  瑞薩電子功率系統(tǒng)業(yè)務(wù)部副總裁小西勝也表示：“隨著電動汽車的普及，帶動了市場對汽車功率半導(dǎo)體需求的迅速攀升?；谖覀冊谶^去7年中汽車級功率產(chǎn)品制造的豐富經(jīng)驗，瑞薩的IGBT提供了高度可靠、穩(wěn)健的電源解決方案。隨著最新的器件即將投入量產(chǎn)，瑞薩將為未來有望快速增長的中端EV逆變器市場打造理想的功能和性價比?！?/span>

  新一代IGBT(AE5)的關(guān)鍵特性

  包含四款針對400-800V逆變器的產(chǎn)品：750V耐壓(220A和300A)及1200V耐壓(150A和200A)

  在-40°C至175°C的整個工作結(jié)溫(Tj)范圍內(nèi)性能穩(wěn)定

  業(yè)界高性能水平，導(dǎo)通電壓Vce(飽和電壓)為1.3V(最小化功率損耗的關(guān)鍵值)

  電流密度比傳統(tǒng)產(chǎn)品高10%，小芯片尺寸(100mm2/300A)針對低功耗和高輸入電阻進(jìn)行優(yōu)化

  通過減少對VGE(off)的參數(shù)變化至±0.5V來實現(xiàn)穩(wěn)定的并聯(lián)操作

  保持反向偏置安全工作區(qū)(RBSOA)，在175°C結(jié)溫下最大Ic電流脈沖為600A，在400V下具有4μs的高度穩(wěn)健短路耐受時間

  柵極電阻(Rg)的溫度依賴性縮減50%，由此最大限度地減少高溫下的開關(guān)損耗、低溫下的尖峰電壓和短路耐受時間，支持高性能設(shè)計

  可作為裸片(晶圓)提供

  能夠減少逆變器的功率損失。在相同的電流密度下，與目前的AE4工藝相比功率效率提升6%，使EV能夠用更少的電池行駛更遠(yuǎn)的距離

  EVs的逆變器解決方案

  在電動汽車中，驅(qū)動車輛的電機(jī)由逆變器控制。由于逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為電動車電機(jī)所需的交流電，IGBT等開關(guān)器件對于最大限度降低電動汽車的功耗至關(guān)重要。為了幫助開發(fā)者，瑞薩推出了xEV逆變器參考解決方案。此款硬件參考設(shè)計結(jié)合了IGBT、微控制器、電源管理IC(PMIC)、柵極驅(qū)動器IC和快速恢復(fù)二極管(FRD)。瑞薩還提供xEV逆變器套件，作為參考設(shè)計的硬件實現(xiàn)。此外，瑞薩推出了一款電機(jī)參數(shù)校準(zhǔn)工具，以及結(jié)合了電機(jī)控制應(yīng)用模型與示例軟件的xEV逆變器應(yīng)用模型和軟件。這些工具和支持程序旨在助力用戶簡化其軟件開發(fā)工作。瑞薩還計劃將新一代IGBT加入到這些硬件和軟件開發(fā)套件中，以便在更小的空間內(nèi)達(dá)成更卓越的電源效率與性能。