瑞薩電子推出用于電動汽車逆變器的新一代硅基IGBT

2022 年 8 月 30 日，中國北京訊 - 全球半導體解決方案供應商瑞薩電子（TSE：6723）今日宣布，推出新一代Si-IGBT（硅基絕緣柵雙極晶體管）器件——該產品以更小的尺寸帶來更低的功率損耗。針對下一代電動汽車（EVs）逆變器應用，AE5代IGBT產品將于2023年上半年在瑞薩位于日本那珂工廠的200mm和300mm晶圓線上開始批量生產。此外，瑞薩將從2024年上半年開始在其位于日本甲府的新功率半導體器件300mm晶圓廠加大生產，以滿足市場對功率半導體產品日益增長的需求。

與當前一代AE4產品相比，用于IGBT的硅基AE5工藝可將功率損耗降低10%，這一節能技術將有助于 EV開發人員節省電池電量并增加行駛里程。新產品在保持高穩健性的同時，體積也縮小了約10%。這款全新瑞薩器件通過在低功率損耗和高穩健性的權衡中取得最佳平衡，實現了IGBT行業領先的性能水平。這款IGBT最大限度地減少IGBT間的參數變化，并在IGBT并聯運行時帶來穩定性，從而顯著改善模塊的性能與安全性。這些特性為工程師提供了更大靈活性，幫助其設計出能夠獲得高性能的小型逆變器。

瑞薩電子功率系統業務部副總裁小西勝也表示：“隨著電動汽車的普及，帶動了市場對汽車功率半導體需求的迅速攀升。基于我們在過去7年中汽車級功率產品制造的豐富經驗，瑞薩的IGBT提供了高度可靠、穩健的電源解決方案。隨著最新的器件即將投入量產，瑞薩將為未來有望快速增長的中端EV逆變器市場打造理想的功能和性價比。”

新一代IGBT（AE5）的關鍵特性

● 包含四款針對400-800V逆變器的產品：750V耐壓（220A和300A）及1200V耐壓（150A和200A）

● 在-40°C至175°C的整個工作結溫（Tj）范圍內性能穩定

● 業界高性能水平，導通電壓Vce（飽和電壓）為1.3V（最小化功率損耗的關鍵值）

● 電流密度比傳統產品高10%，小芯片尺寸（100mm2/300A）針對低功耗和高輸入電阻進行優化

● 通過減少對VGE（off）的參數變化至±0.5V來實現穩定的并聯操作

● 保持反向偏置安全工作區（RBSOA），在 175°C結溫下最大Ic電流脈沖為600A，在400V下具有4μs的高度穩健短路耐受時間

● 柵極電阻（Rg）的溫度依賴性縮減50%，由此最大限度地減少高溫下的開關損耗、低溫下的尖峰電壓和短路耐受時間，支持高性能設計

● 可作為裸片（晶圓）提供

● 能夠減少逆變器的功率損失。在相同的電流密度下，與目前的AE4工藝相比功率效率提升6%，使EV能夠用更少的電池行駛更遠的距離

EVs的逆變器解決方案

在電動汽車中，驅動車輛的電機由逆變器控制。由于逆變器將直流電轉換為電動車電機所需的交流電，IGBT等開關器件對于最大限度降低電動汽車的功耗至關重要。為了幫助開發者，瑞薩推出了xEV逆變器參考解決方案。此款硬件參考設計結合了IGBT、微控制器、電源管理IC（PMIC）、柵極驅動器IC和快速恢復二極管（FRD）。瑞薩還提供xEV逆變器套件，作為參考設計的硬件實現。此外，瑞薩推出了一款電機參數校準工具，以及結合了電機控制應用模型與示例軟件的xEV逆變器應用模型和軟件。這些工具和支持程序旨在助力用戶簡化其軟件開發工作。瑞薩還計劃將新一代IGBT加入到這些硬件和軟件開發套件中，以便在更小的空間內達成更卓越的電源效率與性能。

供貨信息

瑞薩750V耐壓版本和300A的樣品現已開始供貨，并計劃在未來發布其它版本。