電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/程文智）近幾年來，新能源汽車發(fā)展迅猛，與之配套的汽車功率器件也發(fā)展迅速，不少廠商開始針對汽車應用開發(fā)新的產(chǎn)品。比如說SiC就是一個典型，自從特斯拉在Model 3上使用之后，SiC在汽車中的用量開始增加，現(xiàn)在已經(jīng)有不少廠商都推出了車規(guī)級的SiC產(chǎn)品。

東芝作為先進的半導體制造商，在SiC產(chǎn)品方面布局多年，目前已經(jīng)推出了SiC MOSFET、SiC SBD，及SiC MOSFET模塊等多種類型的產(chǎn)品。在PCIM Aisa 2021展上，東芝電子元件（上海）有限公司分立器件戰(zhàn)略業(yè)務企劃統(tǒng)括部，分立器件應用技術部門高級經(jīng)理屈興國就向我們介紹了東芝一系列SiC產(chǎn)品。他表示：由于SiC與硅相比耐壓性更高，損耗更低，被廣泛認為是下一代功率器件的材料，目前其主要應用于列車逆變器中，但隨著技術不斷發(fā)展，今后還有可能會在工業(yè)設備的各種光伏發(fā)電系統(tǒng)和電源管理系統(tǒng)中扮演重要角色。

推陳出新，東芝力量撬動SiC器件發(fā)展

盡管SiC器件備受業(yè)界關注，但可靠性和成本因素仍然阻礙了SiC器件的使用和市場增長。據(jù)屈興國先生介紹，目前，市場對全SiC MOSFET的價格接受度是對IGBT或MOSFET模塊價格的5倍左右，而現(xiàn)在全SiC MOSFET的價格是后者的10倍以上。對可靠性問題，他談到，當電流流過位于功率MOSFET源極和漏極之間的PN二極管時，晶體缺陷會擴大，這會增加導通電阻，并降低器件可靠性。

為了應對這個問題，東芝開發(fā)了一種新型的器件結構，即肖特基勢壘二極管（SBD）內(nèi)嵌式MOSFET。該結構通過在MOSFET中放置一個與PN二極管并聯(lián)的肖特基勢壘二極管以防止PN結二極管運行；相較于PN結二極管，內(nèi)嵌肖特基勢壘二極管的通態(tài)電壓更低，電流通過內(nèi)嵌肖特基勢壘二極管，可抑制導通電阻的變化。

新器件結構是對肖特基勢壘二極管內(nèi)嵌式MOSFET器件的修改，通過應用25%的工藝縮小和優(yōu)化設計來加強肖特基勢壘二極管對PN二極管中電流的抑制。與東芝目前的器件結構相比，采用了新器件結構的3300V芯片結構在175℃時的電流密度增加了一倍以上，同時并未造成任何可靠性的損失。新器件結構還可在室溫下將3300V芯片的導通電阻降低約20%，并可將1200V芯片的導通電阻降低約40%。

據(jù)了解，今年5月份開始，東芝采用新型器件結構的3300V碳化硅功率模塊樣品已經(jīng)出貨。

而為了提高SiC使用的性價比，東芝也研發(fā)了SiC混合模塊，即將SiC SBD芯片與IGBT芯片集成在一起，這樣可以利用SiC SBD芯片的快速反向恢復和低損耗的特性，增強IGBT的性能，同時降低模塊的大小。目前東芝可以提供3300V，1500A的產(chǎn)品和1700V，1200A模塊。不過，屈興國表示，此類產(chǎn)品在國內(nèi)的推廣效果并不理想，因為國內(nèi)廠商對這種折衷方案并不是太認可，國內(nèi)廠商更關注純SiC產(chǎn)品，他們希望可以提供最先進的方案，或是成本更低的方案，因此，SiC混合模塊只能作為是一個過渡型產(chǎn)品來推廣，未來應該會過渡到SiC MOSFET上去。

獨特的IEGT器件，彰顯東芝實力

除了SiC產(chǎn)品，在本次展會上東芝的一系列IEGT產(chǎn)品也吸引著觀展者的目光。東芝IEGT，即Injection Enhanced Gate Transistor的簡稱，是東芝在上世紀90年代創(chuàng)造的一個名稱，可以把它理解為東芝特制的IGBT。上世紀九十年代，東芝率先采用柵極注入增強技術以降低IGBT器件的靜態(tài)損耗，當時東芝特意為這個名稱注冊了商標，并將這個名稱保護起來。

屈興國表示，東芝的IEGT大功率器件目前主要有兩種類型，一類是應用在風力發(fā)電、HVDC輸配電的壓接式（PPI）產(chǎn)品；一類是主要應用于風力發(fā)電和電力機車的模塊封裝（PMI）產(chǎn)品。當然，這兩類產(chǎn)品都可以用于工業(yè)驅動。

壓接式封裝的IEGT（PPI）產(chǎn)品具有四大優(yōu)勢，即內(nèi)部芯片無引線鍵合比較容易實現(xiàn)高可靠性；可雙面散熱從而實現(xiàn)高散熱性能；便于多顆器件串聯(lián)應用；采用陶瓷外殼封裝，具有防爆結構。

電子發(fā)燒友網(wǎng)了解到，東芝目前是不提供IGBT／IEGT產(chǎn)品的驅動芯片的，客戶如果想使用東芝的IGBT／IEGT產(chǎn)品可以使用第三方的驅動芯片，比如青銅劍、PI等廠商提供的驅動芯片。

多種功率產(chǎn)品，助力電子行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展

當然，除了大功率器件，東芝在中小功率器件方面也有布局，比如針對直流無刷電機應用，東芝可提供高集成度的智能模塊，目前的新品具備600V耐壓的高可靠性，且采用了內(nèi)置MOS，可實現(xiàn)更低的損耗，以及貼片封裝，幫助客戶提高生產(chǎn)效率。常規(guī)的過流、過溫和低壓保護功能也是一應俱全。

另據(jù)屈興國介紹，東芝在汽車領域也深耕多年，在電子助力轉向、剎車系統(tǒng)、車載空調(diào)系統(tǒng)、引擎／變速系統(tǒng)、HEV／EV應用、車載信息系統(tǒng)等方面都有相關產(chǎn)品供客戶選擇。

聲明：本文由電子發(fā)燒友原創(chuàng)，轉載請注明以上來源。如需入群交流，請?zhí)砑游⑿舉lecfans999，投稿爆料采訪需求，請發(fā)郵箱huangjingjing@elecfans.com。

編輯：jq