電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文 / 吳子鵬）功率模塊作為電力電子領(lǐng)域不可或缺的核心組件，承擔(dān)著電能高效、穩(wěn)定轉(zhuǎn)換與控制的重任，尤其在對效能、穩(wěn)定性和可靠性要求極高的場景中，發(fā)揮著關(guān)鍵作用。?

在功率模塊的設(shè)計中，最常見的集成方式是將 IGBT、MOSFET 與驅(qū)動、保護電路整合，這一設(shè)計能顯著提升系統(tǒng)效率并降低損耗。隨著第三代半導(dǎo)體材料（SiC、GaN）的技術(shù)突破，在新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)、光伏逆變器、數(shù)據(jù)中心等高壓高頻應(yīng)用場景中，集成第三代半導(dǎo)體的功率模塊成為行業(yè)熱門選擇。為應(yīng)對 AI 數(shù)據(jù)中心快速發(fā)展、電動汽車普及，以及全球數(shù)字化和再工業(yè)化趨勢帶來的電力需求挑戰(zhàn)，英飛凌推出 EasyPACK? CoolGaN? 650V 晶體管模塊，進一步擴充其氮化鎵（GaN）功率產(chǎn)品矩陣。?

英飛凌EasyPACK?，圖源：英飛凌

功率模塊的特征優(yōu)勢和市場機會

功率模塊廣泛應(yīng)用于電源、電機驅(qū)動、新能源等領(lǐng)域。根據(jù)功能與應(yīng)用場景差異，可將其分為整流模塊、逆變模塊和開關(guān)模塊。這三類模塊在電能轉(zhuǎn)換路徑、核心器件和技術(shù)要求上各有特點，共同構(gòu)建起電力電子系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)。
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整流模塊作為電源系統(tǒng)的前端，核心功能是將交流電（AC）轉(zhuǎn)換為直流電（DC）。其工作原理基于半導(dǎo)體器件的單向?qū)щ娦?，借助橋式整流電路實現(xiàn)電能方向的統(tǒng)一。依據(jù)應(yīng)用需求，可細分為不可控整流（如二極管橋式整流）、半控整流（晶閘管 + 二極管組合）和全控整流（IGBT/MOSFET 全控器件）。
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逆變模塊的核心功能是將直流電（DC）逆向轉(zhuǎn)換為交流電（AC）。其通過 PWM（脈沖寬度調(diào)制）技術(shù)控制開關(guān)器件通斷，生成特定頻率和幅值的交流電，廣泛應(yīng)用于電機驅(qū)動、新能源發(fā)電等場景。在車載市場，基于 SiC 的逆變模塊正逐步取代 IGBT 逆變模塊；在新能源領(lǐng)域，并網(wǎng)友好型設(shè)計促使逆變模塊集成電網(wǎng)阻抗自適應(yīng)控制，支持虛擬同步機（VSG）功能，有效提升新能源并網(wǎng)穩(wěn)定性。
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開關(guān)模塊主要負責(zé)電能的通斷控制與變換，應(yīng)用場景涵蓋 DC-DC 轉(zhuǎn)換、變頻調(diào)速、負載切換等。其通過高頻開關(guān)動作（數(shù)萬至兆赫茲級）實現(xiàn)能量傳遞與調(diào)節(jié)，是電源適配器、變頻器、新能源汽車 OBC 等設(shè)備的核心部件。?

Yole Intelligence 發(fā)布的《Status of the Power Module Packaging Industry 2024》報告顯示，全球功率模塊市場將以 12% 的復(fù)合年增長率持續(xù)擴張，預(yù)計到 2029 年市場規(guī)模將達 160 億美元。其中，電動汽車（xEV）成為推動市場增長的關(guān)鍵動力，預(yù)計到 2029 年將占據(jù)市場主導(dǎo)地位。此外，該報告還分析了智能功率模塊（IPMs）的市場動向、基于寬禁帶（WBG）技術(shù)的功率模塊發(fā)展趨勢，以及整體封裝技術(shù)的演變方向。
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英飛凌推出 EasyPACK? CoolGaN? 功率模塊

英飛凌 EasyPACK? CoolGaN? 650V 功率模塊集成了該公司最新一代 CoolGaN? 650V G5 晶體管，在性能和品質(zhì)因數(shù)方面均有顯著提升。
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CoolGaN? 650V G5 晶體管具備諸多優(yōu)異特性。其基于高性能 8 英寸內(nèi)部鑄造工藝，采用增強模式（電子模式），擁有超快的開關(guān)能力，有效提升了系統(tǒng)效率和功率密度。該晶體管具備出色的反向傳導(dǎo)能力與卓越的換向堅固性，且無反向恢復(fù)電荷；常閉晶體管技術(shù)保障了運行安全，提升了系統(tǒng)效率和可靠性，使其在嚴苛條件下仍能保持穩(wěn)定性能。英飛凌數(shù)據(jù)顯示，CoolGaN? 650V G5 晶體管產(chǎn)品輸出電容能量（Eoss）減少 50%，漏源電荷（Qoss）和柵極電荷（Qg）均減少 60%。憑借這些特性，該產(chǎn)品在硬開關(guān)和軟開關(guān)應(yīng)用中均能實現(xiàn)更高效率，相比傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)，功率損耗可降低 20% - 60%。CoolGaN? 650V G5 晶體管產(chǎn)品系列提供多種 RDS (on) 封裝組合，目前已推出十種 RDS (on) 級產(chǎn)品，涵蓋 ThinPAK 5x6、DFN 8x8、TOLL 和 TOLT 等多種 SMD 封裝形式。?

EasyPACK?是英飛凌極為成功的產(chǎn)品形態(tài)，累計售出超 7,000 萬個模塊。這些模塊采用不同芯片組，廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)和汽車領(lǐng)域。在該封裝中引入 CoolGaN?技術(shù)，進一步拓展了 GaN 的應(yīng)用范圍，而 GaN 的應(yīng)用也將推動超高千瓦應(yīng)用需求的增長。
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據(jù)英飛凌介紹，EasyPACK? CoolGaN?模塊單個模塊可提供最高 70kW 的單相功率，能夠支持具有擴展能力的緊湊型大功率系統(tǒng)。此外，該模塊通過將英飛凌的.XT 互連技術(shù)與多種 CoolGaN?選項相結(jié)合，提升了性能和可靠性。隨著.XT 技術(shù)在高性能襯底上的應(yīng)用，熱阻大幅降低，不僅提高了系統(tǒng)效率，還減少了冷卻需求，使模塊在嚴苛工作條件下仍能保持高功率密度和出色的循環(huán)穩(wěn)健性。EasyPACK? CoolGaN?模塊支持多種拓撲結(jié)構(gòu)和定制選項，可滿足工業(yè)和能源領(lǐng)域的多樣化應(yīng)用需求。
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此前，英飛凌在 2025 財年第一季度財務(wù)報告中指出，2023 年全球功率器件和功率模塊市場規(guī)模約為 357 億美元，英飛凌位居市場首位。EasyPACK? CoolGaN? 650V 晶體管模塊的推出，將進一步增強英飛凌功率模塊的產(chǎn)品競爭力，助力其持續(xù)鞏固在該細分領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。