隨著新能源汽車、可再生能源、光伏發(fā)電等應(yīng)用的熱潮席卷全球，人們開始不斷追求更高的系統(tǒng)效率和性能，功率半導(dǎo)體市場(chǎng)也迎來了前所未有的增速。據(jù)Yole Group 2023年功率碳化硅報(bào)告指出，在電動(dòng)汽車應(yīng)用產(chǎn)品中，牽引逆變器的市場(chǎng)規(guī)模最大，功率要求最高，里面采用的碳化硅、IGBT晶圓數(shù)也最大。而將電動(dòng)汽車應(yīng)用中各種碳化硅元器件的市場(chǎng)規(guī)模進(jìn)行細(xì)分，可以看到同樣是全碳化硅的模塊占比達(dá)到90%以上，這說明市場(chǎng)非常需要支持小型化和減少工時(shí)的全碳化硅模塊。

羅姆在今年新發(fā)布碳化硅品牌EcoSiC?，它的設(shè)計(jì)理念分為兩個(gè)部分，前半部分Eco有“環(huán)保、生態(tài)”的含義，SiC是羅姆重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略產(chǎn)品之一。EcoSiC?中的“E”代表地球、元器件，“E”的藍(lán)色底色是代表羅姆對(duì)未來技術(shù)的創(chuàng)新，還有環(huán)保的承諾，SiC中“i”這個(gè)字母上面的一點(diǎn)是六角形的，并不是圓形的，現(xiàn)在主流的碳化硅器件都是6HSiC，于是采用六邊形的結(jié)構(gòu)，羅姆希望EcoSiC?可以引領(lǐng)碳化硅朝著創(chuàng)新和更環(huán)保、更生態(tài)的路線發(fā)展。而且近些年，羅姆在碳化硅的產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)品戰(zhàn)略上做了非常多的投入，銷售目標(biāo)是預(yù)計(jì)在2025財(cái)年達(dá)到1100億日幣，到2027財(cái)年達(dá)到2200億日幣。目前已經(jīng)獲得超過130家客戶的Design-wins。

經(jīng)過多年的市場(chǎng)調(diào)研及產(chǎn)品研發(fā)，羅姆專門針對(duì)電動(dòng)汽車主機(jī)逆變器量身定制的TRCDRIVE pack?產(chǎn)品也于今年問世。TRCDRIVE pack?是牽引逆變器驅(qū)動(dòng)用SiC塑封模塊的專用商標(biāo)，標(biāo)有該商標(biāo)的產(chǎn)品利用羅姆自有的結(jié)構(gòu)，更大程度地?cái)U(kuò)大了散熱面積，從而實(shí)現(xiàn)了緊湊型封裝。全碳化硅模塊分為兩種形態(tài)，一種是灌膠型，一種是塑封型，羅姆的TRCDRIVE pack?屬于塑封范疇。TRCDRIVE pack?搭載了羅姆低導(dǎo)通電阻的第4代SiC MOSFET，可以實(shí)現(xiàn)普通SiC封裝型模塊1.5倍的業(yè)界超高功率密度，非常有助于xEV逆變器的小型化。此外，該全碳化硅模塊在模塊頂部配備了“Press fit pin”方式的控制用信號(hào)引腳，因此只需從頂部按壓柵極驅(qū)動(dòng)器電路板即可完成連接，有助于減少安裝工時(shí)。此外，它還通過盡可能擴(kuò)大主電流布線中的電流路徑和采用雙層布線結(jié)構(gòu)，降低了電感值（5.7nH），從而有助于降低開關(guān)時(shí)的損耗。

TRCDRIVE pack?產(chǎn)品陣容分為750V和1200V兩個(gè)耐壓級(jí)別，分別針對(duì)400V低壓平臺(tái)與800V高壓平臺(tái)需求，滿足不同車型的應(yīng)用場(chǎng)景。同時(shí)，產(chǎn)品還分為大小兩個(gè)規(guī)格，以對(duì)應(yīng)普通轎車和超跑、SUV不同功率段的需求。新開發(fā)的4款TRCDRIVE pack?產(chǎn)品均為半橋（二合一）碳化硅塑封模塊，其中包括2個(gè)750V模塊（BSTxxxD08P4A1x4）和2個(gè)1200V模塊（BSTxxxD12P4A1x1），分別面向400V和800V車型。TRCDRIVE pack?產(chǎn)品目前具有2個(gè)封裝尺寸，最大的輸出電流為700A以上。

在日前舉辦的PCIM Asia展會(huì)上，羅姆現(xiàn)場(chǎng)展示了其適用于車載牽引逆變器的新型二合一SiC功率模塊“TRCDRIVE pack?”新品，以及650V耐壓GaN HEMT和Power Stage IC，8英寸SiC Wafer和8英寸SiC襯底工藝等。羅姆半導(dǎo)體高級(jí)經(jīng)理蘇勇錦在現(xiàn)場(chǎng)介紹了TRCDRIVE pack?的四個(gè)突出的特點(diǎn)：

第一是小型化，它采用電流在內(nèi)部芯片間均勻流動(dòng)的羅姆的自有布局設(shè)計(jì)，低導(dǎo)通電阻的羅姆第4代SiC MOSFET，同時(shí)結(jié)合免焊接端子（Press fit pin）與塑封工藝，成功克服了傳統(tǒng)信號(hào)線布局難題，將模塊尺寸減小達(dá)28%，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品小型封裝。

第二是高功率密度，它可以通過盡可能擴(kuò)大散熱面積，實(shí)現(xiàn)普通產(chǎn)品1.5倍的業(yè)界超高功率密度。比如羅姆采用可以流過更大電流的銅帶（Cu Clip）布線，通過精細(xì)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與3D clip設(shè)計(jì)，顯著提升了電流承載能力；優(yōu)化功率端子，采用了功率端子與NPN連接的獨(dú)特設(shè)計(jì)；選用耐高溫、高性能的樹脂；模塊底部采用銀燒結(jié)工藝散熱結(jié)構(gòu)，熱阻更低，出流能力、整機(jī)散熱性能更好。

第三是減少安裝工時(shí)，該模塊去掉了連接器，在模塊頂部配備了“Press fit pin”方式的控制用信號(hào)引腳，因此只需從頂部按壓柵極驅(qū)動(dòng)器電路板即可完成連接，有助于減少安裝工時(shí)，把尺寸做小。

第四是大量生產(chǎn)，塑封模塊相較于灌膠模塊，在生產(chǎn)工藝上更簡(jiǎn)單，從成本控制和批量生產(chǎn)的角度來說，也有很大的優(yōu)勢(shì)。

作為SiC市場(chǎng)主要玩家，羅姆不僅專注于研發(fā)與生產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體，還圍繞SiC MOSFET打造了一套完整的解決方案，提供有高競(jìng)爭(zhēng)力的隔離柵極驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品，電源管理IC、電流檢測(cè)電阻、二三極管等優(yōu)秀的周邊器件。使用獨(dú)創(chuàng)的無磁芯變壓器隔離技術(shù)，集成電源、溫度控制、保護(hù)電路等，羅姆憑借包括封裝在內(nèi)的獨(dú)創(chuàng)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)隔離型柵極驅(qū)動(dòng)器的高抗噪音、高可靠性。自從2016年在全球首次量產(chǎn)集電源和溫度控制于同一封裝的磁隔離柵極驅(qū)動(dòng)器開始，目前羅姆在面向牽引逆變器的隔離柵極驅(qū)動(dòng)器的份額已經(jīng)達(dá)到全球第一，面向汽車的磁隔離式與容量式隔離柵極驅(qū)動(dòng)器IC的份額占全球份額的60%。

值得一提的是，為了加速TRCDRIVE pack?的評(píng)估和應(yīng)用，羅姆提供了電機(jī)測(cè)試設(shè)備，從仿真到熱設(shè)計(jì)的豐富解決方案，還有雙脈沖測(cè)試用和三相全橋用的兩種評(píng)估套件等多種支持資源，方便客戶在接近實(shí)際電路條件的狀態(tài)下進(jìn)行評(píng)估。在驅(qū)動(dòng)板上使用羅姆自有的高性能磁隔離驅(qū)動(dòng)芯片，底部的水道也配合這個(gè)TRCDRIVE pack?全碳化硅模塊做了非常小型化的水道，電容器也是羅姆專門定制的，這形成了一個(gè)非常緊湊的設(shè)計(jì)，可以為客戶的前期研究帶來非常大的便利性，它將于今年的第三季度推出。

未來，羅姆碳化硅功率模塊業(yè)務(wù)的銷售目標(biāo)是600億日元。除了現(xiàn)有模塊的單品以外，羅姆計(jì)劃推出在散熱器上安裝三個(gè)模塊的六合一碳化硅封裝模塊，該產(chǎn)品重新設(shè)計(jì)了定制水道、散熱及電容設(shè)計(jì)，采用pin to pin的模塊形態(tài)，功率密度同樣提升約1.3倍，預(yù)計(jì)于2024年第二季度開始供應(yīng)樣品，它將有助于牽引逆變器的進(jìn)一步小型化。正如蘇勇錦先生所說，在小型化、高效化的電動(dòng)車市場(chǎng)需求的大環(huán)境下，羅姆將不斷推陳出新，為電動(dòng)汽車的發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。