近日，由第三代半导体产业技术创新战略联盟（CASA）、国家半导体照明工程研发及产业联盟（CSA）联合主办，北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司与半导体产业网共同承办的第七届国际第三代半导体论坛暨第十八届中国国际半导体照明论坛（IFWS & SSLCHINA 2021）在深圳会展中心举行。
期间，由北京一径科技有限公司、广东芯聚能半导体有限公司、广东晶科电子股份有限公司、上海瞻芯电子科技有限公司协办支持的“车用半导体创新合作峰会“如期举行。会上，广东芯聚能半导体有限公司总裁周晓阳带来了题为”碳化硅应用于新能源汽车电机电控系统的挑战与优化思路“的主题报告。
▲广东芯聚能半导体有限公司总裁 周晓阳
他表示，全球SiC在过去两年发生了很多事情，国际领先大厂采取不同的发展策略。相比Si材料，SiC可实现更有效的电驱控制，提高续航里程，减少电池消耗；可提供速度更快，容量更高的车载充电方案；可实现更高电压，从而提升充电速度。
当前快充可在5分钟内增加75英里的里程，2024年前，快充在世界范围内的部署数量预计为3.3M。SiC会占据市场份额一部分。基于充电能力，会有不同的充电应用(100kW to 300kW)，SiC为充电器的重点应用。
尤其是，自从特斯拉开始引入SiC MOSEFT到主驱上并迅速量产，并被市场广泛接受，客户反应良好。国产新能源车开始引入SiCMOSFET 到主驱上，反应良好。SiC衬底开始降价，SiC 市场从以二极管为主逐渐过渡到以MOSFET为主（国际市场）。当前整车厂及Tier1不断引入SiC。
报告还结合SiC芯片的优势、SiC的封装趋势、SiC器件在新能源汽车上的应用趋势，分享了SiC模块封装设计需求、SiC模块封装工艺的进阶、SiC模块封装结构的进阶、SiC模块封装可靠性、SiC模块在电驱上的应用等最新发展趋势。
他表示，SiC模块(6-in-1)应用在比亚迪汉电机驱动器，使用Pin-Fin直接水冷结构，三项全桥；3.3mΩ1200V & 2.5mΩ900V；尺寸紧凑，手掌大小；已经应用于比亚迪纯电动车。同时，芯聚能也推出同样结构的SIC模块，使用Pin-Fin直接水冷结构，三项全桥；750V 及1200V 两种，已经上车路测实验数月，控制器环境试验基本结束，8月份吐鲁番夏测。2022年上半年量产。
周晓阳介绍，未来SiC功率器件将朝着更高的功率、更高的运行节温、更小的体积、更低的杂散电感、更低的损耗、更低的热阻、更苛刻的成本要求、更好的可靠性方向发展。
结合碳化硅芯片的本身特性以及市场对碳化硅器件性能的需求，新型碳化硅模块的进一步创新一定是在更高的性能，更小的尺寸和更性价比的成本为主要指标进行开发。目前功率器件寿命可靠性薄弱点主要是铝线键合工艺，随着碳化硅的器件逐渐推广，新型键合工艺也逐渐推广。
SiC模块封装工艺过程中，焊接层分层也是可靠性主要失效之一，分层会直接导致节温上升，应力条件急速加剧，最终导致器件过温失效。有压银烧结可有效提高器件导热效率，同时稳定的连接界面也可以实现更高寿命可靠性。优化电路结构，实现低杂散电感封装，降低峰值电压，保护器件，降低损耗，实现高性能高可靠性封装。
报告指出，相比于传统功率器件，SiC器件在测试和应用时需要关注以下几点：一是大功率模块采用多芯片并联；相比IGBT，SiC MOSFET的器件电气参数具有更大分散性，在模块并联配置时需要更准确的分组设置和测试方法；二是栅极开启电压Vth需要通过预测试实现准确可重复测量；三是双脉冲测试系统杂散电感对SiC器件波形影响更大，导致读值异常；四是SiC器件在大电流关断时di/dt高，模块会承受较大的电压应力，电压尖峰容易超过安全工作区。
目前功率模块可靠性指导仅作为参考，更主要是需要对可靠性测试项目目的方法原理需要有更深入的研究，才能确定正确的结果，针对越来越严格要求的客户需求，针对碳化硅模块的可靠性的规范化标准化也会加速。
目前，芯聚能现有自主开发 SiC 车载主驱模块，SiC 1200V/750V，芯片配置24/36/48颗，应用于新能源电动车电驱控制器，支持 400V/800V 平台。产品自主定义与设计，兼容多种版本的信号针和端子；采用银烧结工艺，在热阻和可靠性方面具备更优表现；优化封装结构设计，实现更低的杂散电感；通过AQG-324测试。目前，2021Q4产能 >10万块/年，计划于2022年Q1 SOP。同时，芯聚能也已经自主开发下一代SiC车载主驱模块。
周晓阳先生目前担任广东芯聚能半导体有限公司总裁，曾先后就职于美国国家半导体公司，英特尔科技，星科金朋，楼氏电子等，曾任安靠科技中国区总裁，安靠科技为全球第二大集成电路封装测试供应商，在周晓阳的领导下，安靠中国业务以每年年复合增长率超过13% 高速增长，2018年领导的业务产值超过40亿人民币，员工超过5000名。2014-2018年间，安靠中国年平均贡献税收1亿元人民币，进出口额约224亿美元，获上海市外资进出口百强，市外资双优企业等。周晓阳也因此被评为上海外高桥自贸区优秀企业家。周晓阳在英特尔工作期间，由于成绩优异，先后作为跨国专家，被派往菲律宾，马来西亚，哥斯达黎加累计工作近两年，积累了丰富的跨国不同文化的管理经验。2015年，周晓阳和同行的校友一起，发起并成立了中国第一个微电子行业校友会并任首任会长，西安交通大学微电子行业校友会非常活跃，成为各高校影响力最大的微电子校友会。
▲广东芯聚能半导体有限公司
广东芯聚能是一家车规级功率半导体元器件研发、生产和销售的高新技术企业，主营业务包括：面向新能源电动汽车（EV、HEV）主驱动器的核心功率半导体芯片设计、器件与模块产品的研发、生产、销售与服务支持。同时也提供工业、民用级功率半导体相关产品，可广泛应用于变频家电、工业变频器、光伏发电、智能电源装备等领域。
管理与技术团队由海外引进高端技术与产业人才为核心的人员组成，运营和研发人员全部具有跨国半导体公司或国际知名研发机构工作的经验；技术团队涵盖了封装核心技术研发、芯片设计、工艺开发、测试验证和应用方案、生产运营、品质管理等多方面人才；生产控制过程采用车规级大规模量产管理的质量体系和工具。公司聚焦于车规级产品与技术、工业消费级产品与技术、硅基 IGBT, 及第三代半导体 SiC & GaN器件、分立器件，IC/模块及先进封装。
