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半导体

产品研发应注重降低系统营运成本




 
英飞凌科技香港有限公司工业及家电功率器件高级经理 马国伟



英飞凌工业功率模块中国区销售额一直在高速增长,从2000年到2008年,复合年增长率为44%%,8年内增长了18倍。在中国市场,英飞凌的IGBT及双极型功率模块覆盖了10多个应用领域,拥有超过1000家客户。我们认为,轨道交通车辆、风力发电、电动和混合动力客车及工程机械是功率模块在中国市场未来的重点发展领域。
中国幅员辽阔,资源分配不均匀,远距离输电需要高频、高压以及大功率的模块。能源传输最关键的是高压传输需要耐压非常高的晶闸管。例如,目前的技术极限是800千伏的直流传输,如果用5000伏耐压的晶闸管,起码要160个串联才勉强足够,此外还要加很多余量。技术竞争的关键在于能实现多高的阻挡电压,这是第一个竞争点。第二个竞争点是晶闸管是否容易控制,因为晶闸管的电流非常大,所以驱动也是一大难题。英飞凌拥有全世界独有的光触发技术,用激光来触发器件,而且具备目前最高电压8000伏,可以实现用最小的串联器件和最容易的驱动方法。但涉及高压传输则完全是国家项目,有一些政策上的特殊要求。
IGBT是重要的功率器件,业界非常注重提升其品质。提升最高结温是我们提升IGBT可用功率的一个手段,而且它是IGBT模块封装技术进步的结果。IGBT的输出电流是受结温限制的,跟其他的温度没有关系,关键是芯片的温度限制了它的功率负荷。如果能够提升最高结温就意味着IGBT可以输出更大的电流。提升最高结温的方法,一个是降低IGBT的饱和电压,同时降低其损耗,另外一个手段就是提高模块的焊线工艺,提高它的可靠性和功率交变能力。对客户来说,他们可以获得更大的使用功率,还可以降低损耗,允许模块输出更大的电流,同时IGBT的可靠性提升直接决定了模块使用寿命的大大增加。
终端产品往往要在市场上使用很长时间,因此,当我们考虑产品的成本时,其实需要关注两个方面:其一是料单成本,其二是产品寿命周期内的营运成本。我们开发一些高性能指标产品,例如更高密度、更高工作温度的产品,这是针对第一部分的成本;但同时我们也在发展一些低损耗的芯片,这是针对后续的营运成本;另外,产品的可靠性也是值得关注的,使用一个比较可靠的产品会减少运营过程中的费用。这是我们在研发新产品的时候一直会秉持的观点。



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