新型SiC模块,可将安装面积减少一半

袁遗说科技 2025-04-26 21:09:08

本文由半导体产业纵横(ID:ICVIEWS)综合

ROHM宣称其新型SiC模块已“达到业界顶级水平”,这使得安装面积显著减少。

ROHM是业内首家量产SiC功率元器件的公司,这些产品在工业、汽车、铁路以及消费类电子产品等各种领域中被广泛采用。罗姆在SiC功率元器件和模块的开发领域处于先进地位,这些器件和模块在许多行业的应用中都实现了更佳的节能效果。

2025年4月24日,ROHM宣布开发出用于电动汽车(xEV)车载充电器(OBC)的新型SiC(碳化硅)模块。采用高散热封装、低导通电阻的第四代SiC MOSFET,其功率密度达到传统DIP模块的1.4倍以上,公司宣称其“达到业界顶级水平”。这使得安装面积显著减少。

2029,市场规模超过900亿日元

在 xEV 中,为了延长行驶距离并提高充电速度,电池电压变得越来越高,这需要提高 OBC 和 DC-DC 转换器的输出。另一方面,市场要求模块体积更小、重量更轻,需要技术突破来提高功率密度,这是实现这一目标的关键,而提高散热性能则是实现这一目标的障碍。

ROHM表示,目前OBC的输出功率范围为11kW,但22kW级的型号也正在陆续推出,尤其是在高端领域,预计其输出功率还将继续扩大。目前,大多数配置都以 IGBT 和 SiC 等分立元件为中心,但 ROHM 解释说,在需要更高功率密度的 22kW 级别中,模块化将变得至关重要。通过克服上述技术挑战并开发出具有“行业顶级”功率密度的新模块,可以实现紧凑尺寸和高输出,从而满足市场需求。

OBC的市场需求。来源:ROHM

据法国市场调查公司Yole集团预测,到2029年,OBC及DC-DC用SiC市场规模预计将增长至约926亿日元。其中,仅OBC的销售额就预计将扩大至约674亿日元。 ROHM的目标是让其开发的新模块成为事实上的标准,并扩大其在该市场的份额。新模块已经获得两家一级制造商的设计认可。

OBC 和 DC-DC 的 SiC 市场(图右下)来源:ROHM

“业界领先的功率密度”

ROHM 现已开发出用于 OBC PFC 和 LLC 转换器的“HSDIP20”4 合 1 和 6 合 1 配置 SiC 模压型模块。 HSDIP20采用高散热性能的绝缘基板,以抑制封装产生的热量。实际上,将OBC中常用的PFC电路(使用六个SiC MOSFET)与六个顶部散热分立元件和六合一HSDIP20配置进行比较时,可以确认在35W下运行时发热量减少了37%。

此外,ROHM的第四代SiC MOSFET具有高散热性能和低导通电阻,可以在小封装内处理大电流。所实现的功率密度是“业界领先的”(据该公司称),是顶部加热分立器件的三倍多,是竞争 DIP 型模块的 1.4 倍多。

通过实现这种高功率密度,与使用分立元件时相比,OBC PFC 电路的安装面积可以大幅减少约 52%。此外,典型的OBC电路配置(两相全桥PFC+LLC转换器)需要14个分立元件,但可以通过组合3个HSDIP20以6in1和4in1配置来配置,从而可以构建简单紧凑的电源电路。

减少贴装面积的概述。来源:ROHM

HSDIP20系列包括6个耐压750V产品型号和7个耐压1200V产品型号。样品价格为每台15,000日元(不含税)。此外,还提供两种类型的评估套件:一种用于双脉冲测试,一种用于三相全桥测试。 HSDIP20的主要对象虽然是OBC和DC-DC,但在工业设备领域的一次电路中,PFC、LLC转换器等功率转换电路也被广泛使用,因此可以说它无论在工业领域还是民生设备领域,都能为应用的小型化做出贡献。

ROHM 将于 2025 年 4 月开始量产 HSDIP20,目前月产能为 10 万台。生产基地包括负责前端工序的ROHM Apollo筑后工厂(福冈县筑后市)和LAPIS半导体宫崎工厂(宫崎县宫崎市),以及负责后端工序的泰国ROHM Integrated Systems。

展望未来,ROHM计划在2025年推出二合一DIP型模块作为OBC用的SiC模块,随后在2026年推出易于自动化的表面贴装型二合一产品,并从2027年开始推出内置栅极驱动器的SiC IPM,从而实现进一步的小型化。ROHM将不断推出满足市场需求的产品,增强ROHM的竞争力。

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