伴随着汽车电动化、智能化的逐步推进,功率半导体器件的需求激增。其中,MOSFET作为新能源汽车中DC-DC、OBC等电源系统的重要组成部分,应用于汽车动力域以完成电能的转换与传输。同时,MOSFET还是可以用于ADAS、安全、信息娱乐等功能中完成电能转换的基础器件。
过去几年,受高性能、轻量化以及提高续航里程等要求影响,智能电动汽车对于功率密度的要求不断攀高。在这样的背景之下,由于碳化硅器件能够显著降低电力电子系统的体积、重量和成本并提高功率密度,目前已经成为了智能电动汽车的“标配”。
纵观数十年来半导体行业的发展,功率器件主要向着更小的芯片尺寸和更低的导通阻抗方向演进。不过,单纯依靠半导体工艺制程的微缩等技术创新,很难真正为电动汽车的功率密度和续航里程提高提供助力。
“为了推动电动汽车的关键发展趋势、满足未来的功率需求,封装技术已经成为了功率半导体发展急需突破的瓶颈。”英飞凌科技电源与传感系统事业部大中华区应用市场总监程文涛表示,电动汽车的发动机舱可用空间较小,对于高功率密度的半导体需求日益攀高,并且厂商还需要在高可靠性和成本效益之间进行平衡。但硅芯片技术在FigureOfMerit系数(简称FOM值)上,尤其从高压超结(SuperJunction)技术的角度来讲,基本上已经达到了物理极限。
在这样的情况下,要继续降低导通阻抗、做好芯片的能效,必须要突破封装技术。除了硅基功率器件之外,包括碳化硅、氮化镓在内的新一代宽禁带半导体,也需要更先进的封装技术来充分发挥其性能。
根据英飞凌公布的数据显示,TSC封装最多可比标准底部冷却(BSC)降低35%的热阻。同时,由于TSC封装充分发挥了PCB双面的效益,可提供较佳的电路板空间利用率以及至少两倍的功率密度。
此外,封装外形的标准化可确保不同厂商设计的引脚兼容性——这是OEM厂商在高电压应用所面对的主要设计考量之一,由此可以让OEM厂商不再需要在这一方面耗费心力。