來源：慧聰網(wǎng)汽車維修保養(yǎng)行業(yè)頻道

    智能化和低損耗igbt提高燃油效率

    高度集成的igbt點火模塊給汽車電子半導體廠家?guī)淼氖滓魬?zhàn)是熱管理。飛兆半導體是點火igbt排名第一的供應商，市場占有率超過30%，郭裕亮說：“伴隨著汽車復雜性增加而出現(xiàn)的潛在應用或產(chǎn)品故障，igbt需要具有更強的容錯性或自我保護功能。而隨著新興應用對硅片容量和功率的需求不斷提高，所有功率器件都會產(chǎn)生熱量，為了減少熱量的產(chǎn)生，要采用具有較低傳導損耗或開關損耗的器件。”

    igbt和mosfet市場增長預測

    除了熱管理之外，英飛凌科技(中國)有限公司汽車、工業(yè)及多元化ic37部高級市場經(jīng)理李立揚說：“汽車引擎在燃燒的過程中會發(fā)生震動，這些高頻震動的頻率很高，乘客通常無法察覺，但是，任何機械或電氣連接都能夠感知到。因此，首先要改善功率半導體器件的連接工藝，特別是igbt功率模塊�！彼麖娬{(diào)，對汽車點火igbt的可靠性和品質(zhì)要求很高，通常要達到長于汽車本身的壽命。

    郭裕亮指出，隨著傳統(tǒng)的分立產(chǎn)品正被集成式模塊或多芯片器件所取代，以滿足減少熱量和占位面積的需求，為這些集成器件提供較高密度的封裝以實現(xiàn)更小的功耗是igbt器件或模塊設計面臨的挑戰(zhàn)。為此，飛兆半導體提供名為ecospark的第四代點火igbt�！拜^之其它點火igbt，該產(chǎn)品能夠在更小的面積中處理更多能量。芯片面積的減少、再結(jié)合電流感測igbt，能夠在很小的to263占位面積中提供更多的控制、更高的性能及更好的保護�！惫Ａ琳f道。

    郭裕亮：過去幾年汽油機缸內(nèi)直噴應用的igbt數(shù)量增加了4至5倍。此外，飛兆半導體igbt的其它應用還包括燃燒引擎或柴油引擎控制，以及混合電動汽車的高電壓和大電流的交流電機驅(qū)動系統(tǒng)的應用設計。混合電動汽車或氫驅(qū)動汽車依靠一個電機作為車輛的主要驅(qū)動力，因而需要相當大的功率和極低傳導損耗的igbt�！帮w兆半導體為hev提供了igbt、二極管和mosfet，并正在開發(fā)新一代穿透型槽式igbt，能實現(xiàn)更低的功率損耗(產(chǎn)熱更少)來滿足這種新興電動汽車的應用需求，”郭裕亮強調(diào)說：“新一代igbt將為汽車設計人員帶來更低的傳導損耗和開關損耗。”

    在減小igbt損耗領域，英飛凌公司先后推出了fs-igbt和ts-igbt(溝槽柵場終止)技術(shù)。最新的ts-igbt技術(shù)覆蓋了600v到1200v系列igbt，在該技術(shù)中溝槽柵與場終止層(field stop)概念結(jié)合起來，減少了載子聚集在溝槽柵附近引起的導通損耗。場終止層由附加的n型摻雜層植入晶圓的背面制作而成。將這種場終止層與襯底晶圓的經(jīng)增強的電阻率結(jié)合在一起，就可以把相同耐壓的igbt芯片厚度減少大約1/3。李立揚說：“最終使導通損耗減少30%，關斷損耗降低25%。采用該技術(shù)的600v igbt3可以在最大結(jié)溫為175度時提供200a的電流�！�

     隨著智能型igbt集成度的提高，安森美半導體首席應用工程師klaus reindl說：“在igbt芯片中集成額外電路的條件是與已有元件兼容，并且不改變其優(yōu)化的igbt結(jié)構(gòu)。目前，已集成的功能有溫度感測和電流檢測。這兩種檢測功能的缺陷是需要更多的連接，且不能使用高容量、高性價比的3端電源封裝�！� reindl認為，最佳的解決方案是采用一個優(yōu)化的、非智能igbt和一個線性雙極性或lincmos智能預驅(qū)動器，作為mcu和igbt之間的接口來提供駐留保護和控制特性。例如，zetex半導體公司用sot236封裝的npn和pnp復合晶體管制成的zxtc2045e6，就能提供電源中高功率mosfet和igbt所需的驅(qū)動能力。

    目前，采用專用點火igbt實現(xiàn)的全引擎管理系統(tǒng)具有更加緊湊、精確和控制可靠的特點。但是，飛兆半導體公司汽車應用和市場發(fā)展高級經(jīng)理jim gillberg提醒說，點火系統(tǒng)從單一雙極達林頓晶體管演化成每個汽缸使用一個點火igbt后，器件成本問題就開始凸顯出來�！案倪Migbt的成本/性能比的方向是在相同電氣性能的前提下，減少硅片的面積和封裝體積，與此同時，增加系統(tǒng)的功能并改善性能。”他表示說，“我們的點火igbt通過一種稱為“pqfn”的封裝技術(shù)，將控制芯片和igbt封裝在一起，控制芯片在物理上與igbt隔離，從而避免這兩個器件相互影響，這種新的多芯片封裝技術(shù)提供更具成本效益的組件，能應付惡劣的汽車應用環(huán)境且可靠性高�！�

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