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TMC2026嵌入式专题(上)——广汽和英飞凌嵌入式分享

07/29 09:23
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“潜心雕琢数十载,一朝风起世人知“,一项硬核技术的成熟,总要走过漫长的蛰伏之路。理论早早问世,研发日夜精进,在漫长岁月里默默修正缺陷、压缩成本、打磨可靠性,只在小众圈层流转。时代浪潮呼啸而至便是转折点,借着产业升级的东风,尘封已久的技术走出实验室,被市场看见、被大众熟知,顺势开启蓬勃发展的新阶段。比如宽禁带半导体,嵌入式封装这些,早就开始了它的历程,只是在适当的时候才走进大众的视野,成为讨论的热点......

7月9-10日,TMC2026国际汽车动力系统技术年会在江苏南通圆满闭幕。

作为汽车动力系统领域极具影响力的国际技术交流平台,本届年会汇聚来自全球汽车动力系统产业链的顶尖力量,汇集海内外专家学者、整车企业、动力总成、核心零部件龙头企业及科研机构代表,共同打造了一场集技术交流、成果展示、产业对接、产学研合作于一体的高水平行业盛会。

来自动力总成、驱动电机功率半导体传动系统、材料与流体、开发测试及软件等产业链重点领域的近150家企业集中展示创新成果,全球知名跨国企业占比30%以上,600余项创新产品及解决方案全面覆盖动力系统关键技术环节,全面展现汽车动力系统领域最新技术成果与产业发展趋势。举办近百场高水平技术报告及专题交流,其中,高压电驱、超高速电驱、分布式驱动、轴向磁通电机、智能化混动系统、SiC功率半导体、热管理及新能源汽车专用材料及流体等热点技术成为现场关注焦点。

今天主要分享下本次半导体论坛的主角——嵌埋封装!

本次带来关于嵌入式技术分享的主要有广汽集团、英飞凌、,主要以现场讲解PPT为主进行分享,供学习参考。

01、广汽集团--嵌入式功率模块创新应用

广汽集团动力BU电驱研发部嵌入式晶圆与集成高级经理李正文李总给我们带来的关于广汽针对嵌入式封装的研发成果的分享。

嵌入式目前主要有三种主流的技术方案:板内绝缘方案、板外绝缘方案以及内嵌AMB方案。前两者实现起来相对较为稳定,内嵌AMB的方案,由于AMB本身公差较大,同时需要稍微多一点的填胶,本身不对称的结果导致翘曲的问题会稍微严重一点。

杂感方面,三种方案的差异不大,基于广汽的测试大概都在1.5nH。板内绝缘的热阻是最大的,但比HPD会稍小一点,板外绝缘和内嵌AMB方案,目前广汽所有的高导热绝缘膜的板外绝缘热阻和内嵌AMB版本相差不大,大概比板内绝缘低10%。

低杂感带来开关损耗的降低,同时动态均流也会变得很好。根据广汽的测试,开关损耗会降低50%左右,6颗并联的动态均流能够做到5%以内。同时也基于整个CLTC工况进行实测,传统模块的效率是98.9%,嵌入式模块做到99.4%。

EMC方面,更高的di/dt和dv/dt,以及内层高导热绝缘膜导致的较大的寄生电容,它的共模电流会比较大,但还是能够相对容易的抑制住的。

可靠性测试情况,目前针对单模块的可靠性已经摸过一轮,遇到了一些问题。电控和整车都有在做相应的测试,验证下来暂时没有遇到较为棘手的问题,李总表示在单模块可靠性上还是有一些瓶颈,还在攻克。同时嵌入式方案 很大一部分任务落在了板厂端,一方面是生产制造成本,另一方面是生产制造能力,根据广汽这边沟通下来,今年Q4和明年Q1,会有相对一部分板厂有相应齐套的能力,在27年下半年,陆续会有一些嵌入式模块的车型在市场端实现小批量。

02、英飞凌--嵌入式S Cell封装技术在热电协同应用上的设计挑战

英飞凌科技(中国)有限公司先进动力与底盘系统业务单元高级首席工程师赵振波赵总给我们带来了关于英飞凌S cell封装技术的分享。

早在2018年英飞凌在48V低压软启动系统推出了S Cell技术,现今在高压电驱平台推出了相应的S Cell,对于S Cell本身而言,英飞凌已经积累了大量的经验。相对于传统功率模块的结构而言,嵌入式封装更多的转移到了PCB板相关的领域,但相对于实际应用而言,两者都面临着同样的要求,绝缘,电流能力,热处理能力,即电热协调。

赵总基于英飞凌6并S Cell的嵌入式模块DEMO的测试情况做了一些介绍。同样是杂散电感的降低,带来了电压尖峰的降低,以达到极致的驱动参数的缩小,这里赵总提到,不考虑外围回路的杂散电感,门极电阻可以降到0Ω,并且开关波形也随着变得较为平滑,振荡相对于传统的功率模块大幅降低。

同时赵总也分享了并联间距在8mm左右能够达到较低的热耦合,同时也针对不同绝缘材料的相关性能进行了对比,绝缘和导热性能都要优异是一个比较难以达到的状态。另外针对焊接层的性能和可靠性,展示了TST测试的一些对比。

除了S Cell本身,更多的是将其封装成嵌入式模块,这里面涉及PCB板厂,相关材料以及工艺的选择,最后是可靠性的验证。英飞凌在设计和验证中也遇到了很多问题,表示年底会释放一些功率砖基于AQG324做的一些可靠性评估的结果。

小结

今天分享了TMC论坛上广汽和英飞凌关于嵌入式封装的展示,嵌入式封装带来的好处显而易见,减小杂感,提高功率密度等,但相应的挑战也是非常大的,材料,工艺,设备,可靠性验证等等都存在很多不确定性。

同时我们可以看到就目前来说,新能源汽车是嵌入式封装最有希望落地的领域,并且更多整车厂包括电控厂都在以身入局,联合模块厂家和PCB板厂三方联合开发。

相对于传统功率模块而言,应用端以及新角色PCB板厂的参与度可以说是相当大了,那众多传统模块厂家在嵌入式封装扮演什么样的角色是一个值得思考的问题。这里想到了去年TMC上UNT的一张幻灯片,

你会发现,PCB嵌入式封装中,模块的厂家分工占比下降了,这还是偏IDM的厂家,那其他的该如何在这个封装领域提高自身竞争力呢?

下期我们将继续TMC半导体论坛关于嵌入式封装其他厂家带来的分享。

英飞凌

英飞凌

英飞凌科技公司于1999年4月1日在德国慕尼黑正式成立,是全球领先的半导体公司之一。其前身是西门子集团的半导体部门,于1999年独立,2000年上市。其中文名称为亿恒科技,2002年后更名为英飞凌科技。总部位于德国Neubiberg的英飞凌科技股份公司,为现代社会的三大科技挑战领域--高能效、移动性和安全性提供半导体和系统解决方案。 英飞凌专注于迎接现代社会的三大科技挑战: 高能效、 移动性和 安全性,为汽车和工业功率器件、芯片卡和安全应用提供半导体和系统解决方案。英飞凌的产品素以高可靠性、卓越质量和创新性著称,并在模拟和混合信号、射频、功率以及嵌入式控制装置领域掌握尖端技术。英飞凌的业务遍及全球,在美国加州苗必达、亚太地区的新加坡和日本东京等地拥有分支机构。

英飞凌科技公司于1999年4月1日在德国慕尼黑正式成立,是全球领先的半导体公司之一。其前身是西门子集团的半导体部门,于1999年独立,2000年上市。其中文名称为亿恒科技,2002年后更名为英飞凌科技。总部位于德国Neubiberg的英飞凌科技股份公司,为现代社会的三大科技挑战领域--高能效、移动性和安全性提供半导体和系统解决方案。 英飞凌专注于迎接现代社会的三大科技挑战: 高能效、 移动性和 安全性,为汽车和工业功率器件、芯片卡和安全应用提供半导体和系统解决方案。英飞凌的产品素以高可靠性、卓越质量和创新性著称,并在模拟和混合信号、射频、功率以及嵌入式控制装置领域掌握尖端技术。英飞凌的业务遍及全球,在美国加州苗必达、亚太地区的新加坡和日本东京等地拥有分支机构。收起

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公众号“功率半导体那些事儿”主笔,热衷于功率半导体行业,并且从事相关工作,喜欢关于相关行业的各种信息,知识和应用。珍惜时光,自由在高处。