比亚迪半导体孙允帅:车规IGBT技术的最新进展

12月28日，第三届硬核中国芯领袖峰会暨汽车芯片技术创新与应用论坛在线上举行。比亚迪半导体股份有限公司功率半导体产品中心高级市场经理孙允帅，出席本次线上云峰会并发表主题为《车规IGBT技术的最新进展》精彩演讲，与行业专家共同探讨“中国芯”发展新动向。

功率器件

汽车电动化的关键技术

在新能源汽车中，功率器件是汽车电动化的关键技术，发挥着至关重要的作用。在汽车电动化的趋势下，半导体芯片市场将大幅增加，同时也给功率芯片带来了极大挑战。

2018年，比亚迪半导体发布车规级领域具有标杆性意义的IGBT4.0技术，IGBT4.0芯片通过精细化平面栅设计，使得同等工况下，综合损耗较市场主流产品降低了约20%，整车电耗显著降低。

目前，比亚迪半导体检测设备基于高密度 Trench FS的 IGBT 5.0 技术已实现量产，IGBT5.0（Trecnch FS IGBT）采用了微沟槽结构及复合场中止技术，实现了超低的导通损耗和开关损耗，并且由于经过极致调教的复合场终止技术，实现了软关断。同时，公司正在积极布局新一代 IGBT 技术，致力于进一步提高 IGBT 芯片的电流密度，提升功率半导体的可靠性，降低产品成本，提高应用系统的整体功率密度。 未来，比亚迪半导体IGBT芯片将在核心技术、制造工艺及结构设计等方面不断寻求创新突破。

比亚迪半导体IGBT5.0芯片

SiC 

下一代功率器件的核心

电控的高集成化和高效率，要求功率模块往低损耗、低热阻、小封装、长寿命、高拓展性发展。而应运而生的SiC，无疑被称为新能源汽车下一代功率器件的核心。

2009~2019年，比亚迪半导体电驱功率模块技术从间接水冷发展到现在的SiC MOS 直接水冷、超声波焊接、纳米银烧结技术。比亚迪半导体SiC车用功率模块，具有Pin-fin直接水冷结构，结构十分紧凑，仅一个手掌大小，输出功率250KW，优良的性能使其在新能源汽车电机驱动上带来明显的效率提升，并使电机驱动控制器体积减小60%以上。

“后期，比亚迪半导体将往超小型双面烧结SiC发展，其具有应用灵活、散热效率高等优势。目前有关产品在研中，预期实现产品革新的又一跨越。”孙允帅表示。

比亚迪半导体SiC功率模块

以车规级半导体为核心

打造高效、智能、集成的半导体整体解决方案

自 2005 年开始组建 IGBT 研发团队，经过十余年的技术积累和应用实践，比亚迪半导体IGBT 芯片设计能力、晶圆制造工艺和模块封装技术持续迭代升级。芯片设计方面，比亚迪半导体针对车规级 IGBT 高可靠性、高耐流和高效率的性能要求，采用了元胞精细化与复合场终止的设计方案；晶圆制造方面，公司掌握栅极精细化加工工艺、超薄片背面加工工艺等核心工艺技术；模块封装方面，公司在封装结构上采用针翅状直接冷却结构和双面散热封装技术，提高了散热效率和功率密度。

比亚迪半导体是全球首家、国内唯一实现 SiC 三相全桥模块在新能源汽车电机驱动控制器中大批量装车的功率半导体企业，突破了高温封装材料、高寿命互连设计、高散热设计及车规级验证等技术难题，充分发挥了 SiC 功率器件的高效、高频、耐高温优势，已实现 SiC 模块在新能源汽车高端车型的规模化应用。

作为国内领先的拥有IGBT芯片设计、晶圆制造、模块封装与测试全产业链一体化经营能力的IDM半导体公司，比亚迪半导体以车规级半导体为核心，同步推动工业、家电、新能源、消费电子等领域的半导体业务发展，持续量产IGBT、SiC、IPM、MCU等产品。在半导体行业快速发展及战略地位不断提升的大背景下，比亚迪半导体坚持自主创新的发展道路，以车规级半导体为核心，不断完善产品线布局，持续拓展下游应用场景，根据客户需求提供定制化方案，利用深厚的技术积累和丰富的量产应用经验，打造高效、智能、集成的车规级模块检测设备整体解决方案，在车规级半导体自主可控进程中掌握先发优势。