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                      南陽???金銘電子科技
                      汽車功率元器件市場前景廣闊
                      來源: | 作者:jinming | 發布時間: 2021-06-29 | 708 次瀏覽 | 分享到:
                      汽車功率電子產品正成為半導體行業的關鍵驅動因素之一。這些電子產品包括功率元器件,是支撐新型電動汽車續航里程達到至少200英里的核心部件。

                      汽車功率電子產品正成為半導體行業的關鍵驅動因素之一。這些電子產品包括功率元器件,是支撐新型電動汽車續航里程達到至少200英里的核心部件。 


                      雖然智能手機的出貨量遠高于汽車(2015年為14億部[1],汽車銷量為8,800萬輛[2]),但汽車的半導體零件含量卻高得多。汽車功率IC穩健增長,2015 - 2020年該行業的年復合增長率預計將達8%[3]。尤其是電池驅動的電動汽車在該行業成為強勁增長推動力,2015年5月Teardown.com針對寶馬i3電動車的報告顯示,該車型物料清單中包含100多個電源相關芯片。 


                      與遵循摩爾定律不斷縮小尺寸的先進邏輯晶體管不同,功率元器件FET通常運用更老的技術節點,使用200毫米(和更小的)硅片。然而,功率元器件在過去的幾十年中不斷發展和升級。例如,較厚的PVD鋁鍍層(3-10微米)必須沉積在功率元器件的正面,以實現散熱并提高電學性能。如果沒有正確沉積,厚鋁層容易出現晶須和錯位,導致災難性的后果。應用材料公司的Endura PVD HDR高速沉積鋁反應腔器可確保盡可能減少此類缺陷,并使沉積速率較其他與之競爭的技術高50%以上。 


                      此外,5微米至150微米以上的厚外延硅片,進行復雜的摻雜以后,能夠實現低電阻(Rds)、較高的關斷電阻(Roff)和更快的開關速度。 


                      與傳統外延反應腔相比,應用材料公司新推出的Centura Pronto? ATM epi外延反應腔可提高生長速度30%以上,化學品消耗量減少25%,縮短了清潔時間,降低了設備的擁有成本。該系統表現出卓越的晶片內均勻性和電阻率,可滿足先進功率元器件需求。 


                      半導體薄膜堆層的結構變化,例如將柵極結構從平面(橫向器件)轉換成溝道結構(垂直器件),使得絕緣柵雙極晶體管(IGBT)能夠以更低的損耗率實現更快的開關速度。類似地,從多層外延技術轉向深溝槽填充工藝亦能大幅提升超結MOSFET(SJM)的性能。 


                      蝕刻工藝需要一些改進和調整,以適應這些方案,其中包括更高的深寬比結構。經改進后的外延硅膜和注入摻雜分布也能增強產品性能。 


                      功率元器件制造商不斷精益求精。公開資料顯示日立的高導電性IGBT采用單獨的浮動P層,以提高柵極可控性和接通電壓。ABB半導體在溝槽柵下構建P型柱狀注入,以產生超結效應,從而達到更快的開關速度。 


                      通過減薄晶片厚度,可有效減少高速開關的存儲電荷。富士電機最近研發出漂移層更薄、溝槽間距更小、電場終止層更強的第七代IGBT。 


                      然而,專家們紛紛意識到,硅基器件的各項性能已接近極限。功率元器件由于受到硅材料本身的限制,每一次性能的提升僅能帶來些許改進。 


                      寬禁帶功率元器件 


                      功率IC產業在尋找新的寬禁帶(WBG)材料,使半導體性能提升到全新的水平。碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)是當前的首選材料,兩者均有一定的優勢及劣勢。作為半導體復合材料,他們具有更大的禁帶寬度和擊穿場強,制成的功率元器件具有硅材料無法匹敵的性能。他們被廣泛認為將引領下一代功率元器件,開啟半導體時代大變革。

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