新型SiC模塊,可將安裝面積減少一半
ROHM 是業內首家量產 SiC 功率元器件的公司,這些產品在工業、汽車、鐵路以及消費類電子產品等各種領域中被廣泛采用。羅姆在 SiC 功率元器件和模塊的開發領域處于先進地位,這些器件和模塊在許多行業的應用中都實現了更佳的節能效果。
本文引用地址:http://www.104case.com/article/202504/469987.htm2025 年 4 月 24 日,ROHM 宣布開發出用于電動汽車(xEV)車載充電器(OBC)的新型 SiC(碳化硅)模塊。采用高散熱封裝、低導通電阻的第四代 SiC MOSFET,其功率密度達到傳統 DIP 模塊的 1.4 倍以上,公司宣稱其「達到業界頂級水平」。這使得安裝面積顯著減少。
2029,市場規模超過 900 億日元
在 xEV 中,為了延長行駛距離并提高充電速度,電池電壓變得越來越高,這需要提高 OBC 和 DC-DC 轉換器的輸出。另一方面,市場要求模塊體積更小、重量更輕,需要技術突破來提高功率密度,這是實現這一目標的關鍵,而提高散熱性能則是實現這一目標的障礙。
ROHM 表示,目前 OBC 的輸出功率范圍為 11kW,但 22kW 級的型號也正在陸續推出,尤其是在高端領域,預計其輸出功率還將繼續擴大。目前,大多數配置都以 IGBT 和 SiC 等分立元件為中心,但 ROHM 解釋說,在需要更高功率密度的 22kW 級別中,模塊化將變得至關重要。通過克服上述技術挑戰并開發出具有「行業頂級」功率密度的新模塊,可以實現緊湊尺寸和高輸出,從而滿足市場需求。
OBC 的市場需求。來源:ROHM
據法國市場調查公司 Yole 集團預測,到 2029 年,OBC 及 DC-DC 用 SiC 市場規模預計將增長至約 926 億日元。其中,僅 OBC 的銷售額就預計將擴大至約 674 億日元。 ROHM 的目標是讓其開發的新模塊成為事實上的標準,并擴大其在該市場的份額。新模塊已經獲得兩家一級制造商的設計認可。
OBC 和 DC-DC 的 SiC 市場(圖右下)來源:ROHM
「業界領先的功率密度」
ROHM 現已開發出用于 OBC PFC 和 LLC 轉換器的「HSDIP20」4 合 1 和 6 合 1 配置 SiC 模壓型模塊。 HSDIP20 采用高散熱性能的絕緣基板,以抑制封裝產生的熱量。實際上,將 OBC 中常用的 PFC 電路(使用六個 SiC MOSFET)與六個頂部散熱分立元件和六合一 HSDIP20 配置進行比較時,可以確認在 35W 下運行時發熱量減少了 37%。
此外,ROHM 的第四代 SiC MOSFET 具有高散熱性能和低導通電阻,可以在小封裝內處理大電流。所實現的功率密度是「業界領先的」(據該公司稱),是頂部加熱分立器件的三倍多,是競爭 DIP 型模塊的 1.4 倍多。
通過實現這種高功率密度,與使用分立元件時相比,OBC PFC 電路的安裝面積可以大幅減少約 52%。此外,典型的 OBC 電路配置(兩相全橋 PFC+LLC 轉換器)需要 14 個分立元件,但可以通過組合 3 個 HSDIP20 以 6in1 和 4in1 配置來配置,從而可以構建簡單緊湊的電源電路。
減少貼裝面積的概述。來源:ROHM
HSDIP20 系列包括 6 個耐壓 750V 產品型號和 7 個耐壓 1200V 產品型號。樣品價格為每臺 15,000 日元(不含稅)。此外,還提供兩種類型的評估套件:一種用于雙脈沖測試,一種用于三相全橋測試。 HSDIP20 的主要對象雖然是 OBC 和 DC-DC,但在工業設備領域的一次電路中,PFC、LLC 轉換器等功率轉換電路也被廣泛使用,因此可以說它無論在工業領域還是民生設備領域,都能為應用的小型化做出貢獻。
ROHM 將于 2025 年 4 月開始量產 HSDIP20,目前月產能為 10 萬臺。生產基地包括負責前端工序的 ROHM Apollo 筑后工廠(福岡縣筑后市)和 LAPIS 半導體宮崎工廠(宮崎縣宮崎市),以及負責后端工序的泰國 ROHM Integrated Systems。
展望未來,ROHM 計劃在 2025 年推出二合一 DIP 型模塊作為 OBC 用的 SiC 模塊,隨后在 2026 年推出易于自動化的表面貼裝型二合一產品,并從 2027 年開始推出內置柵極驅動器的 SiC IPM,從而實現進一步的小型化。ROHM 將不斷推出滿足市場需求的產品,增強 ROHM 的競爭力。
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