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助力“小型化”和“节能化”,揭秘罗姆的宽禁带半导体战略

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2024/09/30
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作为全球领先的功率半导体供应商,罗姆近年来加速了在全球电动汽车市场的扩展步伐。在2024年8月28日,深圳国际会展中心举办的PCIM Asia展会上,罗姆展示了其最新的8英寸碳化硅MOSFET晶圆、EcoSiC™系列碳化硅产品及EcoGaN™系列氮化镓元器件,尤其是以小型化和高效率著称的TRCDRIVE pack™二合一碳化硅封装模块。这一产品的推出,不仅标志着电动汽车逆变器的小型化迈上新台阶。

自2000年起,罗姆就开始研究碳化硅器件,并于2010年在日本率先推出了碳化硅肖特基二极管(SBD),随后于2012年推出了全碳化硅功率模块。在过去的十多年中,罗姆不断推动碳化硅技术的创新与量产,逐渐建立了从晶圆制造到封装的一体化生产体系。罗姆市场宣传高级经理张嘉煜对与非网记者表示,罗姆始终以“小型化”和“节能化”作为企业愿景,通过宽禁带半导体技术应对社会发展带来的能源挑战,罗姆将持续以小型化和节能化增加在新能源领域的技术投入。

罗姆如何实现2025年30%的SiC市场目标?

SiC功率器件由于其卓越的高温、高频和高压性能,正逐渐成为电动汽车领域的明星技术。近年来,罗姆在全球SiC市场的份额不断扩大,是全球范围内为数不多能够量产沟槽型SiC MOSFET的企业之一。罗姆在SiC产品线的市场现状与未来目标方面有着明确的规划。罗姆的目标是在2025年实现SiC业务销售额超过1100亿日元(约合53亿人民币),并计划到2027年进一步增长至超过2200亿日元(约合106亿人民币)。此外,罗姆还设定了到2025年在全球市场占据约30%市场份额的目标,以进一步巩固其在行业中的领先地位。为了应对这个需求,罗姆正在积极扩展其碳化硅技术布局,并计划于2025年实现8英寸碳化硅晶圆的商业化供应。自2009年罗姆通过收购德国SiCrystal公司的晶圆厂以来,进一步巩固了其在碳化硅晶圆生产领域的优势,使其在未来的市场竞争中占据主动。

罗姆在日本拥有多个SiC功率半导体生产基地,包括福冈县阿波罗筑后工厂以及新厂房、宫崎第一工厂和第二工厂,其中宫崎工厂是其在日本规模最大的SiC功率半导体生产基地。罗姆还在不断的扩充SiC产能,例如,2019年罗姆在日本福冈县筑后工厂新建了一座6英寸SiC晶圆生产大楼,提升了其SiC功率元器件的生产能力。今年,罗姆还积极开发新型的SiC封装模块,如六合一SiC封装模块,该模块的功率密度相比传统的SiC模块提升了1.3倍,有助于电动汽车牵引逆变器的小型化。

罗姆的碳化硅MOSFET产品目前已更新至第四代。相较于前几代产品,采用改进的沟槽结构,与第三代产品相比,导通电阻降低了40%。其导通电阻显著降低,开关损耗更是达到了业内领先水平。第四代SiC MOSFET的低栅极驱动电压设计(15V和18V)还能够兼容现有的硅基MOSFET电路设计,降低了开发成本,并简化了设计流程。此外,该技术在电容特性上进行了优化,降低了寄生电容Coss和Crss,从而减少了自导通的风险,提高了器件的稳定性与可靠性。这一创新将助力xEV(电动汽车)实现更高的功率密度和更低的能源消耗,成为推动绿色能源发展的重要力量。罗姆计划在2025年推出第五代碳化硅MOSFET,进一步提升功率密度和性能。

 

TRCDRIVE pack™——助力电动汽车逆变器小型化的先锋

除了第四代SiC MOSFET芯片,罗姆还展示了其创新产品TRCDRIVE pack™二合一SiC封装模块。相比传统IGBT,SiC MOSFET在开关损耗方面减少了55%,这对于电动汽车牵引逆变器等高频、高功率密度应用尤为重要。

据介绍,TRCDRIVE pack™模块通过二合一封装设计,不仅减少了系统的整体体积,还降低了电力损耗,提升了逆变器的整体效率,完美契合了电动汽车对高功率密度、小型化和高效化的需求。罗姆半导体深圳技术中心高级经理苏勇锦对与非网记者表示,TRCDRIVE pack™不仅面向中高端电动汽车市场,还覆盖中低压平台,能够满足不同电动汽车对于高效能、高功率模块的需求。罗姆市场宣传高级经理张嘉煜则指出,罗姆通过优化沟槽技术和导通电阻,不仅降低了模块的功耗,还提高了开关速度和效率,适用于电动汽车、智能电网数据中心等多个高功率应用场景。

据介绍,TRCDRIVE pack™模块的创新设计使功率端子和信号引脚集中在模块顶部,从而将整体尺寸缩小了28%,大大提高了安装的便利性和可靠性。同时,TRCDRIVE pack™还采用了Cu Clip布线结构,使电流流通能力进一步提升,帮助模块在保持小型化的同时实现高功率输出,适应了电动汽车市场日益增长的功率需求。在TRCDRIVE pack™的实际应用中,碳化硅模块的开关频率是传统硅基IGBT模块的5到10倍以上。

TRCDRIVE pack™的散热设计也颇具亮点。罗姆通过创新的封装技术和先进的材料选择,优化了散热路径,降低了内部热阻,使得模块即使在高功率运行时也能保持良好的散热性能。其Press fit pin水冷设计有效提升了散热效率,进一步增强了模块的高可靠性和长期稳定性。通过这种独特的设计,TRCDRIVE pack™能够在小型化的同时实现高功率输出,特别适用于电动汽车牵引逆变器等要求严格的应用场景。

EcoSiC™与EcoGaN™,罗姆的品牌战略

 

作为宽禁带半导体的领军企业,罗姆不仅在产品研发上持续创新,还通过旗下的两大品牌:EcoSiC™和EcoGaN™,以增强生态发展与创新。

EcoSiC™品牌采用性能卓越的碳化硅(SiC)材料,并具备从晶圆制造到封装的全链条自主研发能力,确保了产品在功率元器件领域的持续升级。罗姆的EcoSiC™品牌通过其低导通电阻和出色的高频性能,提供了适用于电动汽车、工业自动化和能源管理等领域的高效环保解决方案,特别是在提升能效与减小功率器件的体积上表现优异。

EcoSiC™不仅代表了罗姆在SiC技术上的领先地位,还通过其环保理念展现了对可持续发展的承诺。该品牌标志着罗姆致力于为社会和行业提供创新、环保的技术解决方案,并推动SiC技术在电动汽车和工业应用中的广泛应用。TRCDRIVE pack™系列产品就作为EcoSiC™品牌的重要组成部分,专为电动汽车牵引逆变器设计,具备小型化、高功率密度的特点,解决了牵引逆变器的多个技术挑战。

罗姆的EcoGaN™品牌系列则主攻高功率应用,尤其在能效管理和功率密度方面展现出领先优势,氮化镓(GaN)技术成为新兴市场的关键焦点。罗姆的EcoGaN™系列也在推动电力应用的小型化和高能效发展。作为新兴的宽禁带半导体技术之一,GaN器件通过其卓越的高功率密度和效率,在电动汽车、可再生能源等领域的应用前景广泛。罗姆致力于提升GaN技术的性能,助力社会问题的解决。

总结:扩大生态合作,罗姆的中国市场策略

张嘉煜对与非网记者强调,未来随着全球对绿色能源的需求不断增长,罗姆将继续以技术创新为核心,不断推出更具前瞻性的产品,并与合作伙伴携手,推动新能源行业的变革与发展。他指出,罗姆始终秉持“通过小型化和节能化为社会解决问题”的企业愿景,在推动全球可持续发展的过程中,罗姆的技术创新将持续发挥关键作用。

特别值得关注的是,罗姆高度重视中国市场,将其视为全球战略的重要组成部分。截至目前,罗姆在全球范围内已获得超过130家客户的Design-Wins。目前,罗姆已与多家国内领先的车企和工业企业建立了广泛的合作关系,通过提供一整套包括碳化硅功率器件、隔离栅极驱动IC、功率管理IC在内的解决方案,罗姆正推动中国新能源市场的快速发展。

随着中国新能源汽车市场的蓬勃发展,罗姆正在不断扩大其在本土的技术合作与市场份额。例如,今年罗姆与联合汽车电子签署了长期供货协议,这一合作将进一步推动罗姆在汽车行业,特别是电动汽车领域的市场布局。根据协议,罗姆将为联合汽车电子提供SiC芯片,支持其基于SiC的逆变器模块的生产需求。此外,罗姆第4代SiC MOSFET裸芯片成功批量应用于吉利集团电动汽车品牌“极氪”3种主力车型,应用于主机逆变器,有助于延长续航里程,提升性能。

展望未来,罗姆将进一步加强与中国本土企业的合作,助力中国在全球新能源革命中抢占先机,为全球可持续发展贡献力量。

 

来源: 与非网,作者: 与非网编辑,原文链接: https://www.eefocus.com/article/1757639.html

罗姆

罗姆

ROHM公司总部在日本京都,是著名电子元件制造商。公司1958年成立,开始制造电阻器件,公司名称源自于此。1965年进入半导体领域。ROHM公司采用先进的生产技术生产电子元器件,包括一些最先进的自动化技术,因此能够始终处于元件制造业的最前列.

ROHM公司总部在日本京都,是著名电子元件制造商。公司1958年成立,开始制造电阻器件,公司名称源自于此。1965年进入半导体领域。ROHM公司采用先进的生产技术生产电子元器件,包括一些最先进的自动化技术,因此能够始终处于元件制造业的最前列.收起

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