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2024年7月30日 星期二

Toshiba Developed Technology That Mitigates Parasitic Oscillation in SiC Power Modules Connected in Parallel

 https://www.powersemiconductorsweekly.com/2024/07/26/toshiba-developed-technology-that-mitigates-parasitic-oscillation-in-sic-power-modules-connected-in-parallel/


This article discusses a significant technological advancement by Toshiba in the field of power electronics, specifically for Silicon Carbide (SiC) power modules. Here are the key points:


1. Problem addressed: Parasitic oscillation in SiC power modules with MOSFETs connected in parallel.


2. Solution: Toshiba developed a technology that mitigates this oscillation while using 60% smaller gate resistance than typical.


3. Benefits: 

   - Reduced power loss in power modules

   - Mitigated oscillation

   - Highly reliable switching operations


4. Context: Increasing demand for energy-efficient technologies in renewables, railways, and industrial equipment.


5. Technical approach:

   - Used an equivalent circuit model to determine conditions triggering parasitic oscillation

   - Developed a wiring layout less likely to cause oscillation

   - Focused on the ratio of gate-to-gate inductance (Lg) to source-to-source inductance (Ls)

   - Increasing Lg/Ls ratio proved effective in mitigating oscillation


6. Validation: Prototype modules with different Lg/Ls ratios were fabricated and tested, confirming the effectiveness of the approach.


7. Future plans: Toshiba will continue refining the modules for early product launch.


8. Presentation: The technology was presented at the 36th International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs (ISPSD) 2024 in Bremen, Germany.


This development is significant for advancing SiC power module technology, potentially leading to more efficient and reliable power electronics in various applications.



2024年7月24日 星期三

China’s Slowdown Is Taking a Rising Toll on European Profits 2024/7/24

https://www.bloomberg.com/news/articles/2024-07-23/china-s-slowdown-is-taking-a-rising-toll-on-european-profits?srnd=phx-markets


這篇文章討論了中國經濟放緩對歐洲公司的影響,特別是那些高度依賴中國市場需求的企業。


主要重點:


1. 影響範圍:

   - 奢侈品牌、汽車製造商和工業品製造商都受到了影響。

   - 受影響的公司包括Hugo Boss、Burberry、戴姆勒卡車、LVMH、斯沃琪集團等。


2. 具體影響:

   - LVMH報告第二季度在包括中國在內的地區銷售下降14%。

   - 斯沃琪集團在中國的銷售在上半年下降30%。

   - 多家公司發布了盈利預警。


3. 原因分析:

   - 中國面臨多重問題,包括房地產危機加深、消費支出下降和貿易緊張局勢加劇。


4. 投資建議:

   - 高盛策略師建議投資者出售那些大部分銷售來自中國的歐洲股票。


5. 行業影響:

   - 奢侈品牌、汽車製造商和工業品製造商受到較大影響。

   - 半導體設備製造商如ASML也面臨風險,因為美國可能會對向中國供應先進晶片技術的公司實施新的限制。


6. 中國作為競爭對手:

   - 中國正在多個領域成為歐洲企業的競爭對手,包括半導體和化學品行業。

   - 歐盟對中國製造的電動車徵收臨時關稅,影響了一些公司的銷售預期。


7. 未來展望:

   - 中國當局最近宣布了一些有利於增長的措施,但並未顯示出提振需求或遏制房地產下滑的迫切性。

   - 專家預計,短期內中國對外國商品和服務的需求可能會持續放緩。


這篇文章強調了中國經濟狀況對全球經濟,特別是歐洲企業的重要影響,並提醒投資者和企業密切關注這一趨勢的發展。

2024年7月15日 星期一

經濟學家調查:如果特朗普重返白宮,通脹會比拜登連任更嚴重

更新於 2024年7月15日 11:54 CST    

### 概述


《華爾街日報》對經濟學家的季度調查顯示,多數經濟學家認為,如果特朗普重返白宮,通脹、赤字和利率都將高於拜登連任總統的情況。


### 調查結果


- **通脹與利率**:56%的預測人士認為,特朗普重返白宮會導致通脹率高於拜登連任,16%的人持相反觀點。Economic Outlook Group首席全球經濟學家Bernard Baumohl指出,特朗普的政策有可能導致通脹重新加速,美聯儲需將利率定在更高水平。

- **赤字**:51%的經濟學家預計特朗普上台後聯邦預算赤字會增加,而22%的經濟學家預計拜登上台後赤字會增加。赤字擴大往往會給通貨膨脹和利率帶來上升壓力。

- **稅收計劃**:特朗普希望延長減稅政策,而拜登將允許針對富人的減稅政策到期並提高企業稅率。

- **貿易與移民政策**:特朗普提議對進口商品全面徵收10%的關稅,並對中國進口商品徵收更高關稅,且承諾展開大規模非法移民驅逐行動。拜登則採取措施允許非法移民留在美國。


### 經濟預測


- **GDP與失業率**:經濟學家平均預計,今年美國國內生產總值(GDP)將增長1.7%,低於2023年的3.1%;到2026年,失業率將保持在略高於4%的水平。

- **通脹率**:預計到12月通脹率將降至2.8%,到明年年底降至2.3%。


### 其他觀點


- **政策實施與影響**:特朗普和拜登的政策能否實施取決於國會和法院。Naroff Economics負責人Joel Naroff認為,總統對經濟和通脹的影響通常要小於商業周期和外部衝擊。

- **美聯儲獨立性**:一些經濟學家提到,特朗普試圖遏制美聯儲獨立性的風險,可能影響貨幣政策。


### 結論


經濟學家對特朗普和拜登的經濟政策持不同看法,但普遍認為兩者都沒有表現出對控制赤字的很大興趣。總的來說,特朗普的政策可能會推動通脹上升,而拜登的政策則可能會帶來更多的政府支出。

2024年7月14日 星期日

A New Generation of SiC MOSFETs and .XT

https://eepower.com/industry-articles/sic-mosfet-and-.xt-improved-lifetime-for-your-applications/#

May 26, 2024 by Syeda Qurat ul ain Akbar

### 矽碳化物(SiC)MOSFET新世代技術概述


Infineon 推出了第二代 CoolSiC MOSFET 裝置,涵蓋 650 V、1200 V 和 3300 V 等級,針對高壓工業應用如電動車(EV)充電、工業太陽能逆變器、伺服驅動器、不間斷電源(UPS)和鐵路牽引。對於低壓應用如伺服器的功率因數校正、多層太陽能拓撲結構和高功率驅動,Infineon 將發布 400 V SiC MOSFET,通道電阻範圍從 11 mΩ 到 45 mΩ,並提供 TOLL 和 D2PAK-7 兩種封裝。


#### 工業級 CoolSiC MOSFET 650 V 概述


Infineon 最新的 650 V 離散型 MOSFET 基於第二代(G2)SiC 溝槽技術。第一代(G1)CoolSiC 溝槽技術專注於提供可靠性能並在性能與可靠性之間實現行業領先的平衡。G2 在此基礎上提升了性能、使用靈活性和先進封裝技術,同時保持 G1 的可靠性和耐用性。G2 SiC MOSFET 的開關行為顯著提升,適合高頻設計,特別是軟開關拓撲結構,並提高了系統功率密度。


#### 1200 V MOSFET 系列


Infineon 的 .XT 晶片互連技術使得更小的外形尺寸和優異的熱性能成為可能。新的 CoolSiC MOSFET 1200 V G2 使用 .XT 技術,提供了 12% 更好的結到殼熱阻,從而可以實現更高的輸出電流和更長的器件壽命。這些器件能夠在高達 200°C 的結溫下工作,適合在過載條件下提供更多的可靠性。


#### 縮短死區時間的額外好處


現今的 MOSFET 能夠在幾十納秒(ns)內切換。通過縮短驅動電壓的死區時間,可以顯著減少器件的恢復損耗和開通損耗。CoolSiC MOSFET G2 的寄生電容改進,使得所需的死區時間減少了 30%。


#### 2 kV 離散型 CoolSiC MOSFET


新的 2 kV 離散型 CoolSiC MOSFET 使能源儲存和光伏系統的設計更加高效、成本更低且簡化。2 kV CoolSiC MOSFET 和二極管在 1500 VDC 系統中具有優化的開關性能和高阻斷電壓,非常適合 1500 VDC 系統。


#### 高功率矽碳化物模組


Infineon 推出了兩款新的 3.3 kV 矽碳化物模組,使用 .XT 互連技術。這些模組設計用於提供高功率(約 1.5 MW)的應用,具有出色的功率密度和更低的總損耗。這些模組在鐵路牽引等應用中表現出色,提供了更高的效率和更長的器件壽命。


### 總結


Infineon 的第二代 CoolSiC MOSFET 技術在性能、使用方便性和可靠性方面都取得了顯著進步,並通過先進的封裝技術進一步增強了其優勢。這些技術提升將使高壓和高功率應用的設計更加高效、可靠且易於實現。

 

2024年7月10日 星期三

Trench Warfare: A SiC Battleground

 https://www.pgcconsultancy.com/post/trench-warfare-a-sic-battleground

# 一般報告


## 簡介

- 本文探討了碳化矽(SiC)MOSFET技術中平面設計與溝槽設計之間的差異,並分析這些設計在商業上的影響及未來展望。

- 核心發現包括:平面設計和溝槽設計在成本、效率、可靠性上的權衡;不同公司在這兩種設計上的策略選擇;以及未來市場趨勢的預測。


## 第一部分:芯片設計的權衡

- 碳化矽MOSFET的設計涉及在芯片尺寸、效率(電阻和開關損耗)以及可靠性和穩健性之間進行權衡。設計師的目標是通過減少每單位面積的特定導通電阻(Ron.A)來最小化芯片面積,從而提高每片晶圓的產出數量。

- 小而高功率密度的SiC MOSFET芯片有助於減少開關損耗,並最大化每片晶圓的設備數量。然而,功率密度的增加會導致芯片內部的操作溫度升高,這對芯片的可靠性和在故障或過載條件下的生存能力有重大影響。


## 第二部分:平面設計與溝槽設計

- 平面MOSFET和溝槽MOSFET的主要區別在於其金屬-氧化物-半導體(MOS)界面的方向。平面設計的MOS界面是橫向的,而溝槽設計則是垂直的,這使得溝槽設計可以實現更緊湊和低電阻的設計。

- 平面設計的單元電池包含兩個MOS通道、漂移區和提供機械支撐的厚基板。減少單元電池的間距是降低電阻的有效方法,但平面設計的間距減少能力有限。相反,溝槽設計通過在SiC表面刻蝕垂直溝槽來實現顯著的間距減少,從而縮小芯片面積並增加每片晶圓的產出數量。


## 第三部分:溝槽設計的挑戰

- 溝槽MOSFET的緊湊佈局會導致每單位面積產生更多的熱量,這會影響MOSFET的可靠性,特別是閘極氧化層的長期生存能力。此外,電阻隨溫度增加而增加,限制了通過設備的電流量。

- 溝槽設計的複雜性也帶來挑戰。保護溝槽閘極氧化層免受高電場影響是設計的關鍵,許多有效的保護方法已經被專利保護,限制了新進入者的操作自由度。


## 第四部分:商業影響

- 目前,選擇溝槽設計的主要SiC IDM包括Rohm和英飛凌,而Wolfspeed、STMicroelectronics和onsemi則選擇了平面設計。在汽車驅動逆變器市場,平面MOSFET似乎更受歡迎,這可能是因為這個市場對於長期可靠性和穩健性的要求更高。

- 然而,在其他應用如車載充電器、數據中心和工業機器中,溝槽MOSFET在效率和成本上的優勢可能更具吸引力,這解釋了Rohm和英飛凌在這些市場中的成功。


## 第五部分:未來展望

- 隨著市場對更高效率和更低成本的需求增加,預計未來幾年溝槽設計將在SiC MOSFET市場中佔據更大的份額。IDM將推動特定導通電阻的降低,提高產量並降低成本,同時提高效率。

- 雖然目前汽車驅動逆變器市場由平面產品主導,但隨著每個製造商通過其第一代SiC逆變器並獲得道路數據,對更低芯片成本的需求可能會超過之前的謹慎。這將導致那些早期領先於溝槽MOSFET開發的IDM與目前主導市場的平面產品製造商之間的競爭加劇。


## 結論

- 本報告總結了平面設計和溝槽設計在SiC MOSFET中的主要區別及其商業影響。雖然平面設計在汽車驅動逆變器市場中更為成功,但溝槽設計在其他應用中具有潛在優勢。未來,隨著市場需求的變化,溝槽設計有望在SiC MOSFET市場中獲得更大的份額。

2024年7月9日 星期二

The Road to Lowering SiC Resistances


 https://www.powerelectronicsnews.com/the-road-to-lowering-sic-resistances/

2022/7/4

### 概述

隨著矽基功率MOSFET經過數十年的優化,其電阻已經降低到極限。然而,對於碳化矽(SiC)MOSFET來說,情況並非如此。自十年前商業化以來,SiC功率MOSFET製造商通常每推出一代新設備,其特定導通電阻(RDS(on))會減少30%到40%。本文基於PGC Consultancy的分析,探討當今650V和1200V SiC MOSFET的問題,包括優化閘極氧化物的可靠性,這可以減少特定導通電阻,進而降低SiC的成本。


### 碳化矽MOSFET的突破性電壓考量


PGC Consultancy比較了不同商業MOSFET的性能,發現最佳的650V MOSFET在1250V時擊穿,而最佳的1200V MOSFET在1550V時擊穿,顯示出SiC設備的過度設計。相比之下,理想的矽設備會設計成在其額定電壓稍高的地方擊穿,具有50到100V的裕量。這意味著現有商業化的SiC設備的漂移區電阻比實際需要的要高。

主要解釋 SiC MOSFET 過度設計的原因是閘極氧化物的可靠性。雖然 SiC 能夠承受高臨界電場,但閘極氧化物的漏電(以及其可靠性)與其所受的電場成正比。例如,如果 650V 的設備在 700V 時就擊穿,閘極下方的高電場會導致產量問題,高比例的設備會在閘極應力燒入測試中失效。因此,漂移區的過度設計實際上是 MOSFET 的降額設計,以確保閘極的可靠性。

### SiC MOSFET的電阻分解


SiC MOSFET的電阻由多個因素組成,其中唯一隨阻斷電壓變化的成分是漂移區電阻(RDr)。其他固定電阻成分應該比RDr小,使設備能夠達到理想的單極限制。主要固定電阻包括高摻雜基板電阻(RSubs)、通道電阻(RCh)和JFET區電阻(RJFET)。此外,總電阻僅考慮設備的有效區域,不包括終端和劃線區域。


### SiC的限制


SiC的單極限制圖表顯示了在減去估計的封裝電阻和僅使用晶片的有效區域後,最佳MOSFET的重新計算結果。圖中還加入了SiC通道和基板電阻的估計值,代表電壓無關的水平線。“降額SiC單極限制”曲線表示為確保閘極氧化物可靠性而將MOSFET降額至其潛在電壓額定值的50%的效果。解決閘極氧化物問題對所有SiC芯片製造商來說都是優先任務,因為這有助於減少通道電阻和降額。同時,較薄的基板和較低的電阻也有助於進一步減少損耗。


### 結論


解決SiC MOSFET的閘極氧化物可靠性問題和減少固定電阻成分是降低其特定導通電阻的關鍵。這不僅有助於提高SiC設備的性能,還能降低成本,推動其在高壓應用中的採用。









以下是對選定文本的釐清和相關技術術語的定義:

### 文本釐清

**Split-down resistance of SiC MOSFET**
碳化矽(SiC)MOSFET的總電阻由多種因素組成,如圖2所示。其中,唯一隨阻斷電壓變化而變化的組件是漂移區電阻(R Dr)。所有其他固定電阻組件應小於R Dr,從而使器件能夠達到理想的單極限值,就像矽器件一樣。

圖2展示了影響SiC MOSFET電阻的因素。

最大的固定電阻包括高摻雜基板電阻(R Subs)、通道電阻(R Ch)和JFET區域電阻(R JFET)。

此外,總電阻僅考慮器件的有效區域,不包括器件周圍用於終端和劃線的SiC區域,即不承載電流的區域。

圖3展示了PGC Consultancy如何建模每個組件對總SiC特定導通電阻的影響,針對650V和1200V額定電壓的器件。兩者之間的主要區別在於漂移區,而其他組件的貢獻基本上與電壓無關。

在固定貢獻者中,通道電阻是最大的。

當氧化時,矽和SiC都會產生二氧化矽(SiO2),這是MOS晶體管中使用的絕緣體。

對於矽,這個過程會產生一個幾乎完美且光滑的界面,不會阻礙電子通過。

然而,當SiC氧化時,一些碳會留在SiO2/SiC界面,這會散射電子,阻礙其通過。

因此,SiC的通道遷移率約為20到30 cm²/V·s(相比之下,矽為200 cm²/V·s),因此,SiC的通道電阻比矽高出10倍。

基板電阻來自SiC的N+起始基板,該基板具有相對較高的電阻率。

通過減薄可以降低這種電阻,事實證明,大多數芯片製造商在製造後將350微米的SiC基板厚度減少到100-150微米。

在平面設計中,可以通過在閘極下方使用高摻雜區域(稱為“電荷存儲層”)來減少JFET區域電阻。

在溝槽設計中,這一組件的貢獻被消除。

### 技術術語定義

1. **SiC MOSFET (碳化矽MOSFET)**
   - **定義**:由碳化矽製成的金屬氧化物半導體場效應晶體管,具有高耐壓、高頻率和高效率的特性。
   - **應用**:廣泛應用於電力電子、高頻和高溫環境中。

2. **Drift Region Resistance (漂移區電阻, R Dr)**
   - **定義**:在MOSFET中,漂移區是承受電壓的主要區域,其電阻隨阻斷電壓的增加而增加。
   - **應用**:漂移區電阻是影響MOSFET總電阻和性能的重要因素。

3. **Channel Resistance (通道電阻, R Ch)**
   - **定義**:MOSFET中電子通過通道時遇到的電阻。對於SiC,由於界面缺陷,其通道電阻比矽高。
   - **應用**:通道電阻是影響MOSFET導通電阻和開關性能的關鍵因素。

4. **Substrate Resistance (基板電阻, R Subs)**
   - **定義**:來自半導體基板的電阻。對於SiC,N+基板的電阻率較高,但可以通過減薄基板來降低。
   - **應用**:基板電阻影響器件的導通電阻和散熱性能。

5. **JFET Region Resistance (JFET區域電阻, R JFET)**
   - **定義**:在MOSFET中,JFET區域的電阻。通過設計優化可以減少或消除這種電阻。
   - **應用**:在平面設計中使用高摻雜區域或在溝槽設計中消除JFET區域電阻,可以提高器件性能。
JFET區域存在於MOSFET中是因為在結構上需要形成一個高摻雜區域來控制電流流動,這有助於提高器件的耐壓能力和開關性能

6. **Channel Mobility (通道遷移率)**
   - **定義**:電子在MOSFET通道中移動的速度,單位為cm²/V·s。SiC的通道遷移率低於矽,導致其通道電阻較高。
   - **應用**:高遷移率有助於提高MOSFET的開關速度和效率。

7. **Charge Storage Layer (電荷存儲層)**
   - **定義**:在平面設計中,位於閘極下方的高摻雜區域,用於降低JFET區域電阻。
   - **應用**:通過引入電荷存儲層,可以減少MOSFET的總電阻,提高性能。

### 總結
這段文本詳細描述了SiC MOSFET的電阻組成及其影響因素。理解這些技術術語和概念有助於更好地設計和優化SiC MOSFET,以提高其性能和可靠性。

### 突破性電壓考量

#### 釐清文本

PGC Consultancy 比較了不同商業 MOSFET 的性能,發現最佳的 650V MOSFET 在 1250V 時擊穿,而最佳的 1200V MOSFET 在 1550V 時擊穿,顯示出 SiC 設備的過度設計。相比之下,理想的矽設備會設計成在其額定電壓稍高的地方擊穿,具有 50 到 100V 的裕量。這意味著現有商業化的 SiC 設備的漂移區電阻比實際需要的要高。

主要解釋 SiC MOSFET 過度設計的原因是閘極氧化物的可靠性。雖然 SiC 能夠承受高臨界電場,但閘極氧化物的漏電(以及其可靠性)與其所受的電場成正比。例如,如果 650V 的設備在 700V 時就擊穿,閘極下方的高電場會導致產量問題,高比例的設備會在閘極應力燒入測試中失效。因此,漂移區的過度設計實際上是 MOSFET 的降額設計,以確保閘極的可靠性。

#### 技術術語定義

1. **MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)**:
   - 金屬氧化物半導體場效電晶體,是一種用於開關和放大電子信號的場效電晶體。

2. **SiC(Silicon Carbide)**:
   - 碳化矽,是一種具有高熱導率和高臨界電場強度的半導體材料,常用於高壓和高溫應用。

3. **RDS(on)(On-Resistance)**:
   - 導通電阻,指 MOSFET 在導通狀態下源極和漏極之間的電阻。

4. **擊穿電壓(Breakdown Voltage)**:
   - 是指 MOSFET 在不受損的情況下可以承受的最大電壓。超過此電壓會導致設備擊穿並永久損壞。

5. **漂移區電阻(Drift Region Resistance, RDr)**:
   - 漂移區是 MOSFET 結構中的一部分,其電阻是隨阻斷電壓變化的主要因素。

6. **閘極氧化物(Gate Oxide)**:
   - 在 MOSFET 中,閘極氧化物是一層薄的絕緣材料,通常是二氧化矽(SiO2),位於閘極和通道之間,用來控制電流的流動。

7. **降額設計(Derating)**:
   - 是指為了提高設備的可靠性,將其操作條件設計在低於其最大額定值的範圍內。

8. **閘極應力燒入(Gate Stress Burn-in)**:
   - 是一種測試方法,用於在高應力條件下運行 MOSFET 以檢測其可靠性和耐久性。

透過這些技術術語的定義,我們可以更好地理解文本中討論的 SiC MOSFET 的設計挑戰和考量因素。

650V MOSFET 和 1200V MOSFET 的主要差異主要在於它們的設計和應用電壓範圍。以下是一些具體的差異點:

### 1. **擊穿電壓**
- **650V MOSFET**:設計用於650V的應用,但實際上可以在更高的電壓(如1250V)下擊穿,顯示其過度設計的特性。
- **1200V MOSFET**:設計用於1200V的應用,但實際上可以在更高的電壓(如1550V)下擊穿,同樣顯示其過度設計。

### 2. **漂移區電阻(Drift Region Resistance, RDr)**
- 這是兩者之間最主要的差異。漂移區電阻隨著阻斷電壓的增加而增加,因此1200V MOSFET的漂移區電阻會比650V MOSFET更高。

### 3. **應用場景**
- **650V MOSFET**:通常用於中等電壓應用,如電源供應器、光伏逆變器和電動車充電器等。
- **1200V MOSFET**:通常用於更高電壓應用,如高壓電動車驅動系統、工業電機驅動器和高壓電源系統等。

### 4. **設計考量**
- **650V MOSFET**:需要考慮的主要是如何在相對較低的電壓下保持高效能和可靠性。
- **1200V MOSFET**:需要考慮更高的電壓應力,這要求更高的材料純度和更精細的製造工藝來確保可靠性和性能。

### 5. **封裝與散熱**
- 由於1200V MOSFET通常會承受更高的功率損耗,因此在封裝和散熱設計上需要更高的要求,以確保在高功率運行時能有效散熱。

### 6. **成本**
- 由於1200V MOSFET的製造工藝更複雜,材料要求更高,因此其成本通常比650V MOSFET高。

### 總結
650V MOSFET 和 1200V MOSFET 的主要差異在於它們的設計擊穿電壓和漂移區電阻。這些差異決定了它們在不同電壓應用中的適用性和性能要求。在設計和應用中,必須根據實際需求選擇合適的MOSFET,以確保系統的可靠性和效能。

閘極的可靠性可以通過改變材料來提升。以下是一些常見的方法和材料選擇,以提高MOSFET閘極的可靠性:

### 1. **高品質的閘極氧化物材料**
- **矽氧化物(SiO2)**:傳統的MOSFET閘極材料,但在高電壓應用中可能會面臨可靠性問題。
- **氮氧化矽(SiON)**:在矽氧化物中摻入氮,可以提高其耐電場強度和可靠性。
- **氧化鋁(Al2O3)**:具有高介電常數和良好的熱穩定性,可以有效提升閘極的耐壓能力和可靠性。

### 2. **高介電常數(High-k)材料**
- **鉿氧化物(HfO2)**:具有高介電常數,可以在不增加漏電流的情況下減少閘極氧化物的厚度,從而提高耐壓能力和可靠性。
- **鋯氧化物(ZrO2)**:也是一種高介電常數材料,具有良好的熱穩定性和電氣性能。

### 3. **複合材料**
- **多層結構**:使用多層氧化物材料(如SiO2/HfO2堆疊),可以結合各種材料的優點,提高閘極的整體性能和可靠性。
- **摻雜技術**:在氧化物中摻入其他元素(如氮、鋁),可以改善材料的電氣性能和耐久性。

### 4. **改進製程技術**
- **熱氧化法**:通過控制氧化過程中的溫度和氣氛,可以生長出高品質的氧化層,減少缺陷和漏電。
- **原子層沉積(ALD)**:這是一種精確控制薄膜厚度的技術,可以生長出均勻且高品質的氧化層,提高閘極的可靠性。

### 5. **表面處理技術**
- **氮化處理**:在氧化物層表面進行氮化處理,可以提高氧化物層的耐電場強度和可靠性。
- **鈍化技術**:通過表面鈍化,可以減少界面缺陷和陷阱密度,從而提高閘極的可靠性。

### 6. **先進的封裝技術**
- **氣密封裝**:通過氣密封裝技術,可以防止環境中的水分和氧氣侵蝕閘極材料,進而提高可靠性。
- **低應力封裝**:使用低應力封裝材料,可以減少封裝過程中對閘極的機械應力,從而提高可靠性。

### 總結
通過選擇適當的氧化物材料(如高介電常數材料)、改進製程技術(如原子層沉積)、進行表面處理(如氮化處理)以及採用先進的封裝技術,可以顯著提高MOSFET閘極的可靠性。這些方法不僅能提高閘極的耐壓能力,還能減少漏電流和界面缺陷,從而延長器件的使用壽命並提高其整體性能。

除了改變閘極材料外,還有多種方法可以提升MOSFET的可靠性。以下是一些常見的方法:

### 1. **優化設計參數**
- **降低閘極電場**:通過設計優化,如增加閘極氧化物厚度或使用高介電常數材料,可以降低閘極下的電場強度,從而減少漏電和電場誘導的破壞。
- **改進閘極結構**:採用雙層或多層閘極結構,可以有效分散電場,減少單一層次上的應力。

### 2. **改進製程技術**
- **精密控制製程參數**:在製造過程中嚴格控制溫度、時間和氣氛等參數,以減少製程引入的缺陷。
- **清潔製程環境**:確保製程環境的潔淨度,減少污染物對器件的影響。

### 3. **表面處理技術**
- **鈍化技術**:在晶片表面進行鈍化處理,減少表面缺陷和陷阱密度,從而提高器件的穩定性和可靠性。
- **氮化處理**:在表面進行氮化處理,可以提高材料的耐電場強度和抗氧化能力。

### 4. **先進封裝技術**
- **低應力封裝**:使用低應力封裝材料和技術,減少封裝過程中對器件的機械應力。
- **氣密封裝**:通過氣密封裝技術,防止環境中的水分和氧氣侵蝕器件,從而提高可靠性。

### 5. **熱管理技術**
- **散熱設計**:優化器件的散熱設計,如使用高效散熱片、熱管或液冷技術,減少熱應力對器件的影響。
- **降低工作溫度**:通過降低器件的工作溫度,可以延長其使用壽命並提高可靠性。

### 6. **電路保護措施**
- **過壓保護**:在電路中加入過壓保護元件,如TVS二極體或壓敏電阻,防止瞬態過壓對MOSFET的損害。
- **過流保護**:使用過流保護電路,如熔斷器或限流電路,防止過大電流對器件的損害。

### 7. **可靠性測試與篩選**
- **壽命測試**:進行加速壽命測試,模擬器件在極端條件下的工作狀態,提前發現潛在的可靠性問題。
- **篩選測試**:在出廠前進行嚴格的篩選測試,剔除早期失效的器件,確保出廠產品的高可靠性。

### 8. **改進電路設計**
- **冗餘設計**:在關鍵電路中引入冗餘設計,如並聯多個MOSFET,以提高系統的容錯能力和可靠性。
- **適當的工作條件**:確保器件在其規範的工作條件內運行,避免過壓、過流和過熱等極端條件。

### 總結
通過優化設計參數、改進製程技術、進行表面處理、採用先進封裝技術、加強熱管理、實施電路保護措施、進行可靠性測試與篩選以及改進電路設計等多種方法,可以顯著提升MOSFET的可靠性,延長其使用壽命並提高其整體性能。這些方法相輔相成,綜合運用可以達到最佳的可靠性提升效果。

除了改變閘極材料和優化設計參數外,還有多種方法可以提高MOSFET的耐壓能力。以下是一些常見的措施:

### 1. **使用高壓半導體材料**
- **碳化矽(SiC)**:SiC具有更高的擊穿電場強度和熱導率,適合高壓應用。
- **氮化鎵(GaN)**:GaN同樣具有高擊穿電場和高電子遷移率,適合高頻和高壓應用。

### 2. **改進漂移區設計**
- **增加漂移區長度**:延長漂移區的長度可以提高器件的耐壓能力,但會增加導通電阻。
- **摻雜控制**:通過精確控制漂移區的摻雜濃度,可以在不顯著增加導通電阻的情況下提高耐壓能力。

### 3. **採用場板技術**
- **場板(Field Plate)**:在漂移區上方添加場板結構,可以均勻分佈電場,減少局部電場強度,從而提高耐壓能力。

### 4. **改進終端結構**
- **場環(Field Ring)**:在器件邊緣添加場環結構,可以有效分散邊緣的電場,防止邊緣擊穿。
- **場板終端**:在終端區域使用場板技術,進一步分散電場,提高整體耐壓能力。

### 5. **採用SOI技術**
- **絕緣體上硅(SOI)技術**:在SOI結構中,漂移區下方有一層絕緣體,可以有效防止漏電流,從而提高耐壓能力。

### 6. **熱處理技術**
- **退火處理**:通過高溫退火,可以修復製程中引入的缺陷,減少漏電流,從而提高耐壓能力。
- **快速熱退火(RTA)**:使用快速熱退火技術,可以在短時間內進行高溫處理,有效提高材料品質和耐壓能力。

### 7. **表面鈍化技術**
- **表面氮化**:在器件表面進行氮化處理,可以提高表面耐壓能力和抗氧化性。
- **鈍化層覆蓋**:在器件表面覆蓋一層鈍化材料(如氮化矽),可以減少表面缺陷和漏電流,提高耐壓能力。

### 8. **封裝技術**
- **低應力封裝**:使用低應力封裝材料和技術,減少封裝過程中對器件的機械應力,從而提高耐壓能力。
- **氣密封裝**:通過氣密封裝技術,防止環境中的水分和氧氣侵蝕器件,提高耐壓能力。

### 9. **電路設計優化**
- **過壓保護電路**:在電路中加入過壓保護元件,如TVS二極體或壓敏電阻,防止瞬態過壓對MOSFET的損害。
- **適當的工作條件**:確保器件在其規範的工作條件內運行,避免過壓、過流和過熱等極端條件。

### 總結
通過使用高壓半導體材料、改進漂移區設計、採用場板技術、改進終端結構、採用SOI技術、進行熱處理、表面鈍化、改進封裝技術以及優化電路設計等多種方法,可以顯著提高MOSFET的耐壓能力。這些措施可以綜合運用,以達到最佳的耐壓性能和可靠性。

閘極的可靠度對MOSFET的耐壓能力有著重要影響,這主要是由於以下幾個原因:

### 1. **閘極氧化層的質量**
- **絕緣特性**:閘極氧化層(通常是SiO2或其他高介電常數材料)是MOSFET的重要組成部分,它的主要作用是絕緣閘極與通道。氧化層的質量直接影響其絕緣性能。如果氧化層中存在缺陷或不均勻,可能會導致局部電場集中,從而降低器件的耐壓能力。
- **擊穿電壓**:高質量的氧化層具有更高的擊穿電壓,能夠承受更高的電場強度,從而提高整個MOSFET的耐壓能力。

### 2. **閘極漏電流**
- **漏電流控制**:閘極氧化層的可靠性直接影響閘極漏電流。如果氧化層存在缺陷,會導致漏電流增加,這不僅會影響器件的正常工作,也會降低其耐壓能力。高漏電流可能會引起熱效應,進一步加劇氧化層的劣化,最終導致擊穿。
- **熱電子效應**:在高電場下,電子可能會穿過氧化層進入閘極,這種現象被稱為熱電子效應。這會加速氧化層的劣化,降低其可靠性和耐壓能力。

### 3. **電場分佈**
- **均勻電場分佈**:閘極的設計和材料質量影響電場在氧化層內的分佈。高質量的閘極材料和結構設計可以確保電場均勻分佈,避免局部電場過高,從而提高耐壓能力。
- **電場集中區域**:如果閘極氧化層存在缺陷或不均勻,會導致局部電場集中,這些高電場區域更容易發生擊穿,從而降低整個器件的耐壓能力。

### 4. **長期穩定性**
- **電荷捕獲與釋放**:在長期工作中,氧化層可能會捕獲並釋放電荷,這會導致閘極電壓漂移和不穩定性。這種現象會影響MOSFET的開關特性和耐壓能力。
- **時間依賴性介電擊穿(TDDB)**:這是一種隨著時間推移而發生的氧化層劣化現象。高質量的氧化層能夠延緩TDDB的發生,提高器件的長期耐壓能力。

### 5. **製程變異**
- **製程一致性**:製造過程中的變異會影響氧化層的質量和厚度一致性。高可靠度的閘極材料和製程技術可以減少這些變異,確保每個器件都具有一致的耐壓能力。
- **缺陷密度**:製程中的微小缺陷會累積在氧化層中,這些缺陷是擊穿的潛在起點。高可靠度的製程技術可以減少缺陷密度,提高氧化層的整體質量和耐壓能力。

### 總結
閘極的可靠度對MOSFET的耐壓能力有著直接且深遠的影響。高質量的閘極材料和優化的製程技術可以確保氧化層的絕緣性能、減少漏電流、均勻電場分佈、提高長期穩定性,從而顯著提升MOSFET的耐壓能力。這些因素相輔相成,共同決定了器件的整體性能和可靠性。

電場的分佈確實是影響MOSFET整體可靠度和耐壓能力的重要因素之一,但並不是唯一的因素。以下是電場分佈如何影響裝置可靠度的詳細說明,以及其他相關因素:

### 電場分佈對可靠度的影響

1. **局部電場集中**
   - **熱電子效應**:局部電場過高會導致熱電子效應,電子穿透氧化層進入閘極,這會加速氧化層的劣化,降低其可靠性和耐壓能力。
   - **擊穿電壓降低**:局部電場集中區域更容易發生電擊穿,這會降低器件的整體耐壓能力。

2. **均勻電場分佈**
   - **減少局部應力**:均勻的電場分佈可以減少局部電場強度,降低應力集中,從而提高器件的可靠性和耐久性。
   - **提高擊穿電壓**:均勻電場分佈有助於提高器件的整體擊穿電壓,從而提升耐壓能力。

### 其他影響裝置可靠度的因素

1. **材料質量**
   - **高質量閘極氧化層**:高質量的氧化層材料(如SiO2、HfO2等)具有較高的絕緣性能和擊穿電壓,能夠提高器件的可靠性。
   - **半導體材料**:使用高質量的半導體材料(如SiC、GaN等)可以提高器件的耐壓能力和可靠性。

2. **製程技術**
   - **精密製程控制**:製造過程中的精密控制可以減少缺陷和變異,確保每個器件都具有一致的性能。
   - **熱處理技術**:適當的熱處理(如退火、快速熱退火)可以修復製程中引入的缺陷,提高材料的質量和可靠性。

3. **設計參數**
   - **漂移區設計**:優化漂移區長度和摻雜濃度,可以在不顯著增加導通電阻的情況下提高耐壓能力。
   - **終端結構**:使用場環、場板等終端結構設計,可以有效分散電場,防止邊緣擊穿。

4. **封裝技術**
   - **低應力封裝**:使用低應力封裝材料和技術,減少封裝過程中對器件的機械應力,提高可靠性。
   - **氣密封裝**:通過氣密封裝技術,防止環境中的水分和氧氣侵蝕器件,提高長期穩定性。

5. **工作條件**
   - **適當的應用環境**:確保器件在其規範的工作條件內運行,避免過壓、過流和過熱等極端條件,這些條件會加速器件的劣化,降低可靠性。
   - **過壓保護**:在電路中加入過壓保護元件(如TVS二極體或壓敏電阻),防止瞬態過壓對MOSFET的損害。

### 總結
電場分佈確實是影響MOSFET整體可靠度和耐壓能力的重要因素之一。均勻的電場分佈可以減少局部電場集中,降低應力和熱電子效應,從而提高器件的可靠性和耐壓能力。然而,材料質量、製程技術、設計參數、封裝技術和工作條件等多種因素也同樣對MOSFET的可靠性和耐壓能力有著重要影響。這些因素相互作用,共同決定了器件的整體性能和可靠性。

2024年7月8日 星期一

Heraeus Electronics and Bosch Sign Patent and Know-How License Agreement for Inorganic Potting Technology at PCIM Europe Exhibition

https://www.heraeus.com/en/het/company_het/press_and_news_het/2023_2/06_heraeus_bosch_patent.html

 2023/6

概述:

Heraeus Electronics與Robert Bosch GmbH在德國紐倫堡舉行的PCIM Europe展覽會上簽署了一項專利和技術許可協議。該協議允許Heraeus Electronics訪問Bosch的專利組合,以加速其無機灌封化合物CemPack®的開發,用於電力模組的封裝。


Heraeus Electronics負責人Dr. Klemens Brunner表示,Heraeus和Bosch的專業知識結合,將帶來一種新型封裝材料,提升電力電子封裝的水平,使其能夠充分發揮新一代半導體的潛力。


該封裝材料具有優異的熱導率(>5 W/m/K)和極高的耐溫性(高達300°C),從而提高了功率密度和可靠性。許可協議還允許將應用範圍擴展到被動元件(磁性元件、電容器或電阻器)、電動機(定子)或其他需要與散熱器形成熱橋並確保環境保護的設備的封裝。


Heraeus Electronics電力電子材料業務線負責人Michael Jörger表示,這類合作展示了開放創新對加速開發周期的重要性,是Heraeus創新實力的絕佳範例。


Bosch企業部門研究和先進工程執行副總裁Dr. Peter Wolfangel表示,與Heraeus分享這項新技術的知識和知識產權,將提供符合最高性能和可靠性標準的無機灌封化合物。像Bosch一樣,Heraeus致力於卓越,並以創新產品塑造市場的聲譽著稱。


該協議具有重要意義,因為電力模組作為向電氣化過渡的關鍵組件需求不斷增加。Heraeus Electronics憑藉其現有的半導體功率芯片封裝和互連材料組合,已經提供了如燒結膏、DTS和無銀AMB等尖端解決方案。

釐清和定義以下文本中的技術術語:


**無機灌封化合物CemPack®,用於電力模組的封裝**


1. **無機灌封化合物**(Inorganic Potting Compound):

   - **定義**:一種材料,用於將電子元件或模組封裝在內部,提供保護和隔熱。與有機灌封化合物不同,無機灌封化合物通常由無機材料組成,具有更高的耐溫性和穩定性。

   - **應用**:廣泛用於需要高溫操作和長期穩定性的電子設備中,以保護元件免受環境影響如濕氣、塵土和機械應力。


2. **CemPack®**:

   - **定義**:Heraeus Electronics開發的一種專有無機灌封化合物品牌名稱。該材料專門設計用於高性能應用,提供卓越的熱導率和耐溫性。

   - **應用**:主要用於電力模組的封裝,確保元件在高功率和高溫環境下的可靠運行。


3. **電力模組**(Power Modules):

   - **定義**:一種包含多個功率半導體元件(如IGBT、MOSFET)的組件,用於控制和轉換電能。這些模組通常集成在一起,形成一個完整的電力電子系統。

   - **應用**:廣泛應用於電動車、可再生能源系統、工業機械和電力傳輸等領域,負責高效地管理和分配電能。


**總結**:

無機灌封化合物CemPack®是一種由Heraeus Electronics開發的專有材料,專門用於電力模組的封裝。這種材料具有優異的熱導率和耐高溫性能,確保電力模組在高功率和高溫環境下能夠穩定運行。電力模組則是包含多個功率半導體元件的組件,用於高效地控制和轉換電能。

無機灌封化合物與有機灌封化合物在組成、性能和應用上有顯著的區別。以下是它們的主要區別:


### 無機灌封化合物

1. **組成**:

   - 主要由無機材料(如陶瓷、玻璃、矽膠等)組成。


2. **性能**:

   - **耐高溫**:無機灌封化合物通常具有極高的耐溫性,能夠承受超過200°C甚至更高的工作溫度。

   - **熱導率**:無機材料通常具有較高的熱導率,能有效散熱。

   - **穩定性**:在極端環境下(如高溫、高壓、腐蝕性環境)具有優異的化學穩定性和機械強度。

   - **電絕緣性**:無機材料通常具有良好的電絕緣性能。


3. **應用**:

   - 適用於需要高溫操作、長期穩定性和高可靠性的電子設備,如電力模組、高功率LED、航空航天和軍事電子設備。


### 有機灌封化合物

1. **組成**:

   - 主要由有機聚合物(如環氧樹脂、聚氨酯、矽膠等)組成。


2. **性能**:

   - **耐溫性**:有機灌封化合物的耐溫性通常較低,一般在150°C以下。

   - **熱導率**:有機材料的熱導率通常較低,散熱性能不如無機材料。

   - **柔韌性**:有機材料通常具有較好的柔韌性和彈性,能夠吸收和緩衝機械應力。

   - **加工性**:有機材料易於加工和成型,適合大規模生產。


3. **應用**:

   - 適用於一般的電子元件封裝,如消費電子、汽車電子和工業控制系統等,特別是那些不需要極端環境耐受性的應用。


### 總結

- **無機灌封化合物**:適合高溫、高壓、極端環境,具有優異的熱導率和穩定性,應用於電力模組和高可靠性電子設備。

- **有機灌封化合物**:適合一般環境,具有較好的柔韌性和加工性,應用於消費電子和工業控制等領域。


Heraeus Electronics will introduce its latest product innovation, the mAgic PE360 Silver Sinter Paste, in Hall 6, Booth 6-310 at PCIM Europe.

 https://www.electronicspecifier.com/products/design-automation/heraeus-electronics-to-debut-new-silver-sinter-paste

概覽


Heraeus Electronics 將在 PCIM Europe 展會上推出其最新產品創新——mAgic PE360 銀燒結膏。該展會將於 2024 年 6 月 11 日至 13 日在德國紐倫堡舉行。這項最新技術旨在改變電子製造中的熱性能,直接應對行業挑戰。


mAgic PE360 銀燒結膏在大面積燒結(LAS)膏料中樹立了新的標杆,與傳統焊接方法相比,提供了更優越的熱性能。該膏料設計用於提供高可靠性的接合,具有卓越的導熱性,克服了傳統焊接技術的限制。它無鉛且無鹵,確保在不降低性能或可靠性的情況下符合規範。


在模塊附著應用中採用燒結技術的一個重大挑戰是有效管理大面積。新的 mAgic PE360 通過其高可操作性和乾燥行為解決了這一挑戰,最大限度地減少了膏層中的空洞。其在非常低的壓力和溫度下燒結的能力使其非常適合燒結已完成模塑的模塊,簡化了與傳統燒結膏料相比的製造過程。


這種基板-基板連接提供了增強的熱性能,使電源模塊和系統製造商能夠通過從焊接轉向燒結來提高效率和性能。該產品具有典型的導熱率 ≥ 200 W/mK 且在大面積燒結連接中具有出色的可靠性,為質量和性能設立了新的標準。mAgic PE360 銀燒結膏專為優化的模塊附著燒結應用而設計,支持乾式或濕式放置和在 ≥ 200°C 溫度下的壓力燒結。


此外,Heraeus Electronics 的全球產品經理 Florian Seifert 將於 2024 年 6 月 12 日星期三上午 10 點在 E-Mobility & Energy Storage Stage 上發表題為「模塊附著應用中的焊接與燒結」的演講。該演講將深入探討燒結技術的優勢,研究影響性能的關鍵因素,並展示 Heraeus Electronics 為此應用提供的新解決方案。


焊接和燒結是兩種不同的材料連接技術,各自具有不同的特點和應用場合。以下是它們的主要差異:


### 焊接 (Soldering)

1. **原理**:

   - 焊接是利用熔融焊料將兩個或多個金屬部件連接在一起,焊料在加熱時熔化並在冷卻時凝固形成接頭。


2. **溫度**:

   - 焊接通常在相對較低的溫度下進行(約 200°C 至 300°C),這些溫度足以熔化焊料但不會熔化被連接的金屬部件。


3. **材料**:

   - 焊料通常是錫、鉛或其他低熔點合金。現代電子製造中多使用無鉛焊料以符合環保規範。


4. **應用**:

   - 焊接廣泛應用於電子元器件的連接,如電路板上的元器件焊接。


5. **性能**:

   - 焊接接頭的導電性和機械強度通常較好,但其熱導率相對較低,這可能會限制其在高功率和高熱應用中的使用。


### 燒結 (Sintering)

1. **原理**:

   - 燒結是通過在高溫下施加壓力,使粉末狀材料在不完全熔化的情況下相互粘結形成致密的固體。


2. **溫度**:

   - 燒結通常在較高的溫度下進行(如 ≥ 200°C),但通常低於材料的熔點。


3. **材料**:

   - 燒結材料可以是金屬粉末、陶瓷或複合材料。銀燒結膏(如 Heraeus mAgic PE360)是一種常見的燒結材料,具有優異的熱導率和導電性。


4. **應用**:

   - 燒結技術常用於高功率電子元件的連接,如電源模塊和功率半導體器件的基板連接。


5. **性能**:

   - 燒結接頭具有極高的熱導率和良好的機械強度,能夠有效散熱並提高元件的可靠性和壽命。


### 總結

焊接適用於一般電子元件的連接,具有成本低、工藝簡單的優勢,但其熱導率較低。燒結則適用於需要高熱導率和高可靠性的高功率應用,雖然工藝較為複雜,但能提供優異的熱性能和可靠性。

MacDermid Alpha Electronics Solutions, Heraeus Electronics, and Henkel Win Patent Infringement

 https://www.macdermidalpha.com/news/macdermid-alpha-electronics-solutions-heraeus-electronics-and-henkel-win-patent-infringement

2024/4/8

概述:


MacDermid Alpha Electronics Solutions、Heraeus Electronics 和 Henkel 在對 Senju Group(包括 Senju Metal Industry Co., Ltd.、Senju Metal Europe GmbH 和 Senju Manufacturing Europe S.R.O.)的專利侵權訴訟中獲勝。2024 年 4 月 3 日,法蘭克福地方法院在一審判決中確認 Senju 在德國侵犯了專利 EP 1 617 968 B1,涉及 M794 錫焊合金材料。


法院裁定 Alpha Assembly Solutions、Heraeus 和 Henkel 勝訴,並授予損害賠償責任宣告令、禁令及召回侵權產品的動議,要求從其德國工業客戶處召回 Senju 的 M794 錫焊材料。此判決可由 Senju 上訴,強調了電子組裝行業中知識產權保護的重要性,並表明原告捍衛其創新材料的決心。


針對 Senju 通過專利無效訴訟試圖使涉案專利無效的行為,德國聯邦專利法院在 2023 年 8 月 31 日一審中維持了該專利的有效性,但做了一些修正。這一決定確認了修訂後的專利 EP 1 617 968 B1 的有效性,該專利涵蓋創新的錫焊合金配方。Senju 向聯邦法院提起的上訴仍在等待中。


專利持有人銷售的錫焊合金配方以 Innolot®(MacDermid Alpha Electronics Solutions 和 Heraeus)和 Multicore 90ISC(Harima Chemicals Group,前身為 Loctite 90ISC Henkel)品牌銷售,代表了無鉛焊接技術的突破。這些材料通過合作項目開發,提供了在惡劣環境電子應用中改進的可靠性性能。它們設計用於承受高溫,同時在標準無鉛工藝溫度下仍可焊接,特別適用於汽車應用和其他苛刻環境。

Microchip Releases Chipset Solution for Designing Onboard EV Chargers

 https://eepower.com/news/microchip-releases-chipset-solution-for-designing-onboard-ev-chargers/


July 01, 2024 

### 概述


Microchip發佈了一款車載充電器(OBC)解決方案,結合了公司的智能化、功率因數校正、信號生成、高壓和大電流驅動元件。這些元件包括Microchip的dsPIC33C數位信號控制器(DSC)、MCP14C1隔離SiC閘極驅動器和SiC MOSFET。該解決方案旨在加快電動車(EV)和插電式混合動力車(PHEV)開發者的上市時間。


### 控制


Microchip的dsPIC已被設計師多年用於電機控制功率逆變器和充電電路。dsPIC33C DSC微控制器家族通過AEC-Q100認證,適用於汽車應用。這些微控制器具有雙核心架構,一個核心專注於控制和汽車通信,另一個則處理信號處理和複雜任務,如功率因數校正和調製。這種任務分離提高了性能和可靠性。


### 驅動


MCP14C1隔離閘極驅動器同樣通過了AEC-Q100認證,提供多種芯片封裝選擇,適用於驅動SiC MOSFET。驅動器芯片支持欠壓鎖定功能,並提供分離輸出,允許設計師使用外部閘極電阻進行調整,從而降低成本並提高可靠性。


### 功率


Microchip的SiC功率MOSFET同樣通過了AEC-Q100認證,採用D2PAK-7 XL表面貼裝封裝。這些SiC MOSFET提供更高的電壓和電流容量,並具有更好的熱擊穿特性。封裝中的五個並聯源感測引腳增加了電流容量並減少了開關損耗。


### DSP微控制器、閘極驅動器和SiC MOSFET


在典型的EV充電場景中,車輛接收不同的交流或直流電壓,並以不同的電流流量進行充電。車載充電系統將這些電力轉換為EV電池包可以接受的形式。這需要根據電池包的特定設計屬性進行調整。


### 一站式解決方案的廣泛功能


Microchip的參考設計包括完整的充電解決方案,易於適應各種車載充電場景。除了演示應用、參考設計和內建參考板,該解決方案還包括開發和模擬工具、多種元件選項和專門的支持團隊。


### 總結


Microchip的OBC解決方案通過結合其各種經過驗證的元件,為設計師提供了一個可靠且高效的車載充電器設計平台,從而提高了電動汽車的續航里程、電池壽命和客戶滿意度。

這款車載充電器(OBC)解決方案的主要硬件元件包括:


1. **dsPIC33C數位信號控制器(DSC)**:

   - 用於電機控制功率逆變器和充電電路。

   - 具有雙核心架構,一個核心專注於控制和汽車通信,另一個處理信號處理和複雜任務。

   - 提供高解析度脈衝寬度調製(PWM)和類比數位轉換器(ADC)。


2. **MCP14C1隔離SiC閘極驅動器**:

   - 提供多種芯片封裝選擇,包括SOIC-8寬體和SOIC-8窄體封裝。

   - 設計用於驅動碳化矽(SiC)MOSFET,支持欠壓鎖定功能。

   - 提供分離輸出,允許使用外部閘極電阻進行調整。


3. **SiC功率MOSFET**:

   - 通過AEC-Q100認證,採用D2PAK-7 XL表面貼裝封裝。

   - 提供更高的電壓和電流容量,具有更好的熱擊穿特性。

   - 封裝中的五個並聯源感測引腳增加了電流容量並減少了開關損耗。





這張圖展示的應該是一個直流-直流轉換器(DC-DC converter)或是部分電動車的高壓系統,而不是典型的交流-直流車載充電器。這種轉換器在電動車中也非常常見,用於將高壓直流電(來自電池或其他高壓源)轉換為其他所需的直流電壓。


讓我們再詳細解釋一下這張圖:


輸入電壓:


輸入電壓範圍是750 VDC到850 VDC,最大功率為11 kW。

SiC PIM模塊:


系統包含兩個SiC功率集成模塊(PIM),每個模塊包含兩個高頻半橋(HF Half Bridge)。

每個SiC PIM模塊都配備了閘極驅動器和PWM控制器。

隔離變壓器:


系統設計了4 kV的隔離變壓器,用於在初級和次級之間提供電氣隔離,確保安全性。

電感和電容:


系統中包含S/R電感(Choke)和大容量電容(Bulk Capacitor),用於濾波和能量存儲。

控制和監測:


系統的核心控制板是基於dsPIC33CK的DP PIM板,用於整個系統的控制和管理。

包含VIN Sense和Vout Sense,用於監測輸入和輸出電壓。

輔助電源:


系統包含一個24W的Flyback轉換器,提供24 VDC的輔助電源輸入。

內部還有DC-DC 5V穩壓器(MIC2176-3YMM)和LDO 3.3V穩壓器(MCP1801/3.3V),用於提供控制電路所需的低壓電源。

通信接口:


系統支持多種通信接口,包括UART、GPIO和CAN(由ATA6563提供支持)。

總結來說,這張圖展示了一個高壓直流-直流轉換器系統的硬件架構,這種系統在電動車中用於將高壓直流電轉換為其他所需的直流電壓,以供給不同的車載設備。

Next-gen power modules IP report

 https://powerelectronicsworld.net/article/112638/Next-gen_power_modules_IP_report



### 概覽

過去十年來,電動車/混合動力車(EV/HEV)應用推動了電力電子封裝創新,並為模組製造商創造了新的解決方案,特別是在進一步縮小尺寸、更高功率密度、更高可靠性和更低成本/更高製造能力方面。此外,汽車OEM廠商要求高度標準化的功率模組,而大多數模組製造商則專注於專有模組設計,以提供更多差異化的附加價值。在此背景下,汽車OEM廠商和Tier-1供應商預計將在功率模組領域變得越來越有影響力。

此外,EV/HEV應用也推動了新型寬能隙(WBG)半導體技術的採用,特別是SiC-MOSFET,其商業可用性不斷增加。然而,要充分利用功率SiC技術,關鍵是要在SiC模組中實現高溫操作(200-300°C),例如通過新型封裝材料,以及通過最小化寄生電感實現高速操作。

因此,過去十年來,功率模組設計和封裝方面的創新非常多,導致專利出版量非常高。

在此背景下,Knowmade公司於2021年1月28日發布了一份新的《下一代功率模組專利景觀報告》,涵蓋了寬能隙(WBG)功率模組和針對下一代功率模組(散熱、熱機械問題、寄生信號管理、模組小型化等)關鍵挑戰的通用/IGBT功率模組,特別是來自EV/HEV高需求的挑戰。

Knowmade的分析師選擇並分析了300多個不同組織提交的超過7000項發明。該報告從專利角度全面分析了下一代功率模組的競爭和技術發展,重點關注EV/HEV模組和SiC功率模組,這些模組在設計和封裝層面推動了創新。

- 專利申請、公司、國家和技術的IP動態和主要趨勢是什麼?
- 誰是IP領導者、最活躍的玩家和新來者?
- 目前有哪些新玩家或公司處於雷達下?
- 領先公司和新來者在下一代功率模組方面遵循哪些戰略和技術路徑?
- 專利中披露的最新封裝技術和材料是什麼?

Knowmade的技術和專利分析師Rémi Comyn博士表示:“IP競爭正在變得越來越全球化,模組製造商逐漸被來自EV/HEV供應鏈的競爭對手加入。” 自2010年以來,歐洲(英飛凌、賽米控)和日本(三菱電機、富士電機、日立)的頂級模組製造商一直非常活躍,以保持其在功率模組專利景觀中的領導地位。“有趣的是,主要的外國模組製造商通過提交越來越多的歐洲專利申請,與他們在歐洲的對手競爭。” 某些汽車OEM廠商(豐田汽車、現代汽車)和Tier-1供應商(電裝、博世)現在是知名的專利受讓人。此外,來自EV/HEV供應鏈的幾個著名玩家也加入了IP競爭:半導體製造商(Cree/Wolfspeed)、OEM廠商(福特、比亞迪)和Tier-1供應商(法雷奧、大陸集團、ZF)。

對於EV/HEV應用,困難的挑戰導致了模組製造商/汽車Tier-1供應商和汽車OEM廠商之間的幾個IP合作(現代汽車/英飛凌、ABB/奧迪、豐田汽車/電裝、法雷奧/西門子等)。在中國,主要模組製造商(中國中車、Macmic、斯達半導體)截至2020年的專利活動適中,而新IP玩家(CETC)則有所增加。

WBG功率模組專利景觀由領先的SiC MOSFET IP玩家主導。Rémi Comyn博士指出:“功率模組專利景觀中的眾多IP玩家已經建立了與SiC MOSFET技術相關的顯著專利組合,特別是針對汽車應用的溝槽MOSFET技術(羅姆、英飛凌、富士電機、豐田汽車等)。因此,他們現在開發自己的全SiC功率模組技術。” “除了Cree/Wolfspeed從APEI的收購開始專門為SiC功率模組提交專利外,大多數玩家已經在功率模組技術中占有一席之地。”

Knowmade的分析師預計,未來五年內,SiC功率模組的專利數量將繼續增長,因為許多模組製造商(在芯片和模組層面)仍在進行開發。根據目前的細分,IP玩家如日立、三菱電機和豐田汽車也在開發關鍵技術(減少寄生電感、銀和銅燒結、TLP用於芯片附著)以應對WBG相關挑戰。最近,Knowmade已經識別出幾個新進入WBG功率模組專利景觀的玩家,包括奧迪、安森美半導體、丹佛斯和新電元工業。

報告中有一部分專門深入分析了40位領先玩家的IP組合。Knowmade的IP分析師提供了組合概覽(IP動態、可執行性、受保護國家、技術、技術挑戰、應用等),突出與WBG、EV/HEV和相關挑戰相關的新產品和技術發展的顯著專利,並審查了最新的專利發明。

Knowmade發布這份新的《下一代功率模組專利景觀報告》,以提供對功率模組競爭景觀的補充理解,其演變過程,以及領先公司和新來者在下一代功率模組方面遵循的戰略和技術路徑。全年,Knowmade的團隊一直在調查WBG半導體和電力電子相關的專利活動,以深入了解技術和知識產權的演變及其潛在的商業影響。

























Heraeus Successfully Defends Patent for Metal Sintering

 https://industrialnews.co.uk/heraeus-successfully-defends-patent-for-metal-sintering/

### 概述


Heraeus Electronics GmbH & Co KG(“赫瑞斯”)成功捍衛其歐洲專利號 EP 3215288 B1。該專利涵蓋在德國使用特定的金屬燒結準備材料來連接電子元件,以及在法國、意大利、匈牙利和羅馬尼亞使用的金屬燒結準備材料。這對於在這些地區使用此類準備材料來連接半導體等電子元件的人士來說非常重要。


### 專利有效性確認


聯邦專利法院最近確認了該專利的有效性,特別是關於使用特定金屬燒結準備材料來連接電子元件的部分。此前,Vibrantz GmbH(“Vibrantz”)試圖通過無效訴訟(案號 3 Ni 26/21 (EP))使該專利的德國部分無效,但法院做出了有利於赫瑞斯的判決。最終,Vibrantz撤回了對聯邦法院的上訴(案號 X ZR 21/24),該判決成為最終決定。


### 知識產權保護


赫瑞斯致力於積極保護其知識產權。上述專利還涉及與德國、法國和意大利部分相關的侵權訴訟(案號 ACT_13227/2024),該訴訟在統一專利法院慕尼黑地方分庭進行。


### 專利技術的重要性


赫瑞斯的專利金屬燒結技術對於可靠且高效地連接電子元件具有重要意義,提供了出色的性能和穩定性。通過捍衛這項專利,赫瑞斯確保其技術得到保護,從而促進半導體行業的持續創新和進步。


### 沒有申請中國和日本的專利

美國專利答辯失敗,重新申請

臺灣專利審查最隨便,幾乎原始的申請都通過,但歐洲的專利增加了很多條件


申請的歐洲專利



世界專利申請的專利範圍

目前新申請正在審查的的美國專利 US20230395552A1
這專利的優先權日期是2014年11月3日,根據歐洲申請號 EP14191408.5。



US20210276085A1


Legal Events

STCB (Information on status: application discontinuation):這是關於申請中止的狀態信息。

ABANDONED -- FAILURE TO RESPOND TO AN OFFICE ACTION:因未能回應審查員的通知書而被放棄。這表示申請人未在規定時間內回應審查員的問題,導致專利申請被放棄。

## 德國聯邦法院針對這個案件所作的判決,最後被告必須修改他的專利範圍,只限於銀的金屬成分

https://juris.bundespatentgericht.de/cgi-bin/rechtsprechung/document.py?Gericht=bpatg&Art=en&Datum=2023&Seite=5&nr=43985&pos=78&anz=522&Blank=1.pdf


### 文件分析

#### 文件概述
這是一份德國聯邦專利法院(Bundespatentgericht)於2023年11月7日對歐洲專利3 215 288(DE 50 2015 005 681)做出的部分無效判決書。該專利涉及「金屬燒結製備及其用於連接元件的方法」。

#### 判決內容
1. **專利部分無效**:
   - 歐洲專利3 215 288在超出以下範圍的部分被宣告無效:
     - 使用金屬燒結製備來固定連接元件,包括50-90重量百分比的銀,並且銀以顆粒形式存在,顆粒形狀為薄片或不規則形狀,且顆粒有一層包含有機化合物的塗層。
     - 6-50重量百分比的有機溶劑。
     - 金屬顆粒的壓實密度和比表面積的乘積在50,000到80,000 cm⁻¹之間。
   - 其餘部分的訴訟被駁回。

2. **訴訟費用**:
   - 原告承擔訴訟費用。

3. **判決的臨時執行**:
   - 該判決在提供相當於執行金額120%的擔保後可臨時執行。

#### 案件背景
- **專利持有人和轉讓**:
  - 被告原為專利持有人,專利於2015年5月8日申請,優先權來自2014年11月3日的歐洲申請。
  - 專利於2023年8月1日轉讓給X … KG,但該公司未承接本案訴訟。

- **專利內容**:
  - 涉及一種金屬燒結製備及其用於連接元件的方法,包括產品和方法的若干權利要求。

- **原告的訴求**:
  - 原告要求因缺乏專利性而宣告專利完全無效。

- **被告的辯護**:
  - 被告僅在有限範圍內為其專利辯護,並提供了修訂的專利權利要求。

#### 訴訟過程
- **雙方提交的證據**:
  - 雙方提交了多份文獻和證據,包括專利文件、訂單確認書、技術手冊、測試方法等。

- **原告的觀點**:
  - 原告認為專利即使在修訂後也缺乏新穎性和創造性,並提出了多項文獻和證據來支持其觀點。

- **被告的觀點**:
  - 被告認為專利在修訂後具有專利性,並否認了原告提出的證據的公開性和相關性。

#### 法院的裁定
- **專利的新穎性和創造性**:
  - 法院認為專利在修訂後的形式具有新穎性和創造性,並且原告未能證明其缺乏專利性。

- **技術問題和解決方案**:
  - 法院認為專利解決了在低溫連接技術中穩定連接元件的技術問題,並且其解決方案是基於專業知識的合理應用。

#### 結論
- 專利在修訂後的範圍內被部分宣告無效,其餘部分的訴訟被駁回。
- 原告需承擔訴訟費用。
- 判決在提供擔保後可臨時執行。

### 總結
這份文件詳細記錄了德國聯邦專利法院對一項涉及金屬燒結技術的專利的部分無效判決,包括案件背景、雙方觀點、法院裁定和最終結論。該文件對專利法和技術領域的專業人士具有重要參考價值。










Trench-Assisted Planar Gate SiC MOSFET Technology runs 25°C cooler than competition.

 https://navitassemi.com/trench-assisted-planar-gate-mosfet-technology-runs-25c-cooler-than-competition/

### 總覽


**GeneSiC 的溝槽輔助平面柵 SiC MOSFET 技術**


#### 技術優勢

- **優越的導電性和開關性能**:相比於傳統的矽技術,SiC MOSFET 具有更高的寬能隙特性和高電場強度。

- **專利設計**:GeneSiC 的溝槽輔助平面柵設計不妥協於製造、性能和可靠性,提供高產量製造、快速且低溫操作以及長壽命可靠性。

- **低 RDS(ON)**:在高溫下實現最低的 RDS(ON) 和最低的能量損失,達到業界領先的性能、堅固性和品質。


#### 系統設計考量

- **實際應用中的溫度管理**:在實際應用中,系統環境溫度可達 80°C,且設備的功率循環會進一步提高結溫。GeneSiC MOSFET 考慮到這些因素,支持業界最低的 RDS(ON) 溫度係數。

- **性能比較**:在比較測試中,GeneSiC 1200V、40 mΩ 的 D2PAK 與領先的 SiC MOSFET 競品相比,在相同的柵極驅動和測試條件下,GeneSiC MOSFET 的外殼溫度低 25°C,這導致顯著降低的損耗和更高的系統效率。

- **可靠性**:溫度降低 25°C,可延長設備壽命至三倍。


這些技術優勢使 GeneSiC 的 SiC MOSFET 在高溫操作下具有顯著的性能提升和可靠性,適用於各種高要求的應用場景。





SiC, GaN, MOSFETs and More: PCIM 2024 Is a Wrap

 https://eepower.com/news/sic-gan-mosfets-and-more-pcim-2024-is-a-wrap/#

### 概覽


在2024年6月11日至13日於德國紐倫堡舉行的2024年電力轉換與智能運動(PCIM)會議中,超過620家參展商展示了數十種新產品,突顯了電力電子領域的創新、發展和趨勢。


### Cambridge GaN Devices: 功率IC封裝


Cambridge GaN Devices(CGD)推出了兩款新的氮化鎵(GaN)功率IC封裝,適用於數據中心、逆變器等應用。這些GaN基功率設備相比於矽基設備,具有更高的擊穿電壓、更低的導通電阻、更快的開關速度和更好的熱導率。新封裝包括DHDFN-9-1,具有雙側散熱和緊湊的10x10 mm尺寸,適用於高達6 kW的應用。


### Alpha & Omega Semiconductor: SiC MOSFET封裝選項


Alpha & Omega Semiconductor Limited(AOS)在PCIM 2024上展示了其1200 V SiC MOSFET的新型表面貼裝和模塊封裝選項。這些封裝包括D2PAK-7L表面貼裝封裝和GTPAK表面貼裝封裝,後者具有頂部冷卻功能。此外,AOS還推出了其AlphaModule高功率無底板模塊系列的首款產品AOH010V120AM2,適用於住宅太陽能逆變器和快速直流充電站。


### SemiQ: 晶圓篩選計劃


SemiQ推出了已知良品晶圓(KGD)篩選計劃,該計劃提供高質量、電氣排序和光學檢查的SiC MOSFET技術,適用於高壓電源、牽引逆變器和電力調節系統。該計劃涵蓋了SemiQ的QSiC 1200 V SiC MOSFET產品組合,並引入了一款1700 V SiC肖特基二極管,適用於太陽能逆變器和EV充電。


### Mitsubishi Electric: IGBT模塊


三菱電機在PCIM 2024上展示了其最新的第八代LV100 IGBT模塊,適用於光伏系統、儲能、風力發電和工業驅動。這些模塊的電流容量從1200 A提升至1800 A,並且正在開發適用於1000 VAC應用的2.5 kV LV100功率模塊。


### Navitas Semiconductor: SiC MOSFETS


Navitas Semiconductor推出了其第三代快速(G3F)650 V和1200 V SiC MOSFET產品組合,這些產品在高功率計算系統中顯著提高了開關性能。G3F MOSFET採用專有的溝槽輔助平面技術,具有更高的效率和更長的壽命,適用於EV、太陽能、電池儲能系統和高功率計算系統。

Navitas 公司表示,G3F GeneSiC MOSFET 採用了專有的溝槽輔助平面技術(trench-assisted planar technology)。這些 MOSFET 在性能上超越了傳統的溝槽 MOSFET,同時在堅固性、可製造性和成本效益方面也優於競爭對手。它們提供高效率和高速性能,能夠使外殼溫度降低最多 25°C,並且壽命是競爭的碳化矽(SiC)產品的三倍。


溝槽輔助平面技術確保 RDS(ON) 隨溫度增加極低,這使得在整個操作範圍內的功率損耗降到最低。這項技術在實際高溫操作中,提供比競爭對手低 20% 的 RDS(ON)。


IDTechEx Summarizes the Emerging Adoption and Future Trends of SiC and GaN in EVs

 https://www.prnewswire.com/news-releases/idtechex-summarizes-the-emerging-adoption-and-future-trends-of-sic-and-gan-in-evs-302170751.html

### 概述


IDTechEx 最近發表了一份報告,總結了碳化矽 (SiC) 和氮化鎵 (GaN) 在電動車 (EV) 中的採用情況及未來趨勢。


### 碳化矽 (SiC) MOSFET


- **歷史背景**:2008 年,碳化矽 MOSFET 的商業化標誌著電力半導體市場的一個重大轉折點。2017 年,特斯拉 Model 3 首次將這項技術應用於電動車中。

- **優勢**:SiC MOSFET 提供高功率密度、更高效率和更好的耐高溫性,這些特性對電動車的續航里程、充電速度和成本降低有顯著幫助。

- **市場採用**:過去五年中,SiC MOSFET 在特斯拉和現代等 OEM 廠商的車輛中得到廣泛應用。2023 年,SiC 逆變器佔據了 BEV 市場的 28%。

- **成本和性能**:儘管 SiC MOSFET 的成本仍然是矽 IGBT 的三倍,但其優越的性能使其成為特斯拉、現代和比亞迪等公司的首選技術。

- **未來預測**:IDTechEx 預測到 2035 年,SiC MOSFET 的需求將增加十倍,主要應用於逆變器、車載充電器和 DC-DC 轉換器。


### 氮化鎵 (GaN) HEMT


- **技術潛力**:GaN 具有比 SiC 更寬的能隙,理論上能提供更高的效率和更高的開關頻率(最高可達 10MHz)。

- **挑戰**:GaN 面臨多項技術挑戰,包括 EMI、門極控制、寄生效應、熱效應和開關損耗。此外,GaN 器件通常生長在矽基板上,限制了其在高壓應用中的潛力。

- **市場地位**:目前 GaN 在低壓輔助電子產品中佔有重要市場份額,但在高壓應用(如牽引逆變器)中仍面臨挑戰。

- **未來發展**:隨著基板技術的進步和垂直 GaN 器件的發展,GaN 有望在未來五年內進入 EV 電力電子市場,特別是在車載充電器和 DC-DC 轉換器領域。


### 市場預測


- **SiC MOSFET**:到 2035 年,SiC MOSFET 的市場份額預計將超過 50%,並伴隨著汽車電力半導體市場的顯著增長。

- **GaN HEMT**:雖然目前 GaN 還未完全進入高壓應用,但未來十年內,Si、SiC 和 GaN 將在 EV 電力電子市場中共存。


### IDTechEx 報告和網絡研討會


- **報告**:IDTechEx 的報告《2025-2035 年電動車電力電子:技術、市場和預測》提供了對這些技術和市場機會的深入分析。

- **網絡研討會**:IDTechEx 將於 2024 年 7 月 11 日舉辦免費網絡研討會,主題為《電動車動力系統的未來:SiC、GaN 和電力電子的演變》。研討會將涵蓋 EV 電力電子的高層次概述、SiC MOSFET 的採用情況、GaN 的潛力及其他市場趨勢。



AI, Data Center, EV to Boost Electric Power Utility: 5 Picks

 https://finance.yahoo.com/news/ai-data-center-ev-boost-122600917.html

### 概覽


電力公用事業正成為一個長期看好的行業。由於人工智慧(AI)驅動的數據中心增長、電動車(EV)的廣泛採用以及住宅需求的增加,該領域將會看到需求的大幅加速。投資者應該從長期投資的角度密切關注這個行業中的參與者。


### 令人印象深刻的預測


自2010年以來,美國的總電力需求穩定在約4,000太瓦時(TWh)。電力研究所(Electric Power Research Institute)在其報告中預測,到2030年,數據中心將消耗美國總電力的9.1%,而目前這一數字為4.6%。


聯邦能源監管委員會報告稱,到2030年,美國數據中心的電力需求將從2023年的19吉瓦(GW)增加到35吉瓦。Rystad Energy的研究報告預測,傳統和AI驅動的數據中心以及晶片廠的擴展將使美國的電力需求在2023年至2030年間增加177太瓦時,總需求達到307太瓦時。


電動車將成為美國電力需求增長的第二大催化劑。電動車的擴展將使電力需求從2023年的18.3太瓦時增加到2030年的131太瓦時。Rystad Energy估計,到2030年,美國住宅、商業和工業部門的總電力需求將達到4,500太瓦時。


高盛集團預測,由於AI革命的持續,美國數據中心的電力需求到2030年將增長160%。報告指出,目前全球數據中心消耗總電力的1-2%,但到本世紀末,這一比例可能上升到3-4%。


### 其他利好因素


公用事業公司為了維護、升級和擴展運營,通常會向資本市場借款,因為內部資金來源往往不足。因此,低利率環境對電力行業有利。


自2023年7月加息以來,美聯儲並未進一步提高基準貸款利率,保持在5.25-5.5%的範圍內。CME FedWatch工具顯示,美聯儲在9月至少將基準貸款利率下調25個基點的概率為65.3%。利率衍生工具還顯示,到2024年12月,央行將利率下調50個基點的概率為64.2%。


因此,計劃在基礎設施升級和增加可再生能源方面進行大量投資的運營商可能會以較低的利率借款,這將降低長期項目的總成本,提高電力公用事業的利潤和利潤率。


### 我們的首選


我們篩選出了五只定期支付股息的公用事業股票。這些股票在2024年剩餘時間內具有良好的潛力,並且在過去60天內收益預期有所上升。我們的每一只選股都具有Zacks Rank #2(買入)的評級。


- **Vistra Corp. (VST)**:預計今年的收入和收益增長率分別為15%和10%。目前的股息收益率為1%,目標價範圍為103-133美元。

- **Evergy Inc. (EVRG)**:預計今年的收入和收益增長率分別為2.8%和8.5%。目前的股息收益率為4.9%,目標價範圍為51-64美元。

- **PG&E Corp. (PCG)**:預計今年的收入和收益增長率分別為4.8%和9.8%。目前的股息收益率為0.2%,目標價範圍為17-23美元。

- **PPL Corp. (PPL)**:預計今年的收入和收益增長率分別為1%和6.9%。目前的股息收益率為3.8%,目標價範圍為27-32美元。

- **Portland General Electric Co. (POR)**:預計今年的收入和收益增長率分別為10.3%和29.8%。目前的股息收益率為4.7%,目標價範圍為42-55美元。

ROHM推出新型2in1 SiC封裝模組「TRCDRIVE pack™」 小型封裝內建第4代SiC MOSFET,實現業界頂級※功率密度,助力xEV牽引逆變器小型化!

 https://www.rohm.com.tw/news-detail?news-title=2024-06-11_news_trcdrive-pack&defaultGroupId=false

## 概要

### ROHM推出新型2in1 SiC封裝模組「TRCDRIVE pack™」


2024年6月11日,ROHM針對300kW以下的電動車(xEV)用牽引逆變器,推出了2in1 SiC封裝模組「TRCDRIVE pack™」,共4款產品(750V 二款、1,200V 二款)。該模組內建第4代SiC MOSFET,實現業界頂級功率密度,並採用ROHM獨家引腳排列方式,有助於牽引逆變器的小型化、效率提升和減少工時。


### 產品特點


- **高功率密度**:比競品高1.5倍。

- **散熱性能**:ROHM獨家結構擴大散熱面積。

- **安裝便捷**:頂部配置「Press fit pin」控制訊號引腳,減少安裝工時。

- **低開關損耗**:雙層佈線結構,降低電感值(5.7nH)。


### 量產計畫


- **產能**:量產體系較過往提高約30倍,每月10萬個。

- **生產據點**:前段製程在ROHM Apollo Co., Ltd.和LAPIS半導體宮崎工廠,後段製程在ROHM總部工廠。


### 產品陣容


2024年內計畫開發封裝尺寸和安裝模式不同的共12款產品,並開發模組內配有散熱器的6in1產品。


### 應用示例


- 車載牽引逆變器


### 支援資訊


ROHM提供多種資源支援TRCDRIVE pack™產品的評估和應用,包括模擬、熱設計解決方案及評估套件。


### 關於「EcoSiC™」品牌


EcoSiC™是ROHM的SiC元件品牌,從晶圓生產到封裝和品管均自主開發,確立了在SiC領域的先進企業地位。


### 名詞解釋


- **牽引逆變器**:將直流電轉換為三相交流電的逆變器。

- **2in1**:將一個High Side MOSFET和一個Low Side MOSFET組合成一個模組的結構。



ROHM's TRCDRIVE Pack with SiC Module Helps Shrink EV Inverters

 https://www.electronicdesign.com/markets/automotive/article/55093311/electronic-design-rohms-trcdrive-pack-with-sic-module-helps-shrink-ev-inverters

July 3, 2024


### 概述


為了實現去碳化社會,汽車電氣化需要開發更高效、緊湊且輕量的電動動力系統。矽碳化物 (SiC) 功率器件因其低損耗和小尺寸而備受關注,但實現這些目標一直是一個挑戰。ROHM 的 TRCDRIVE 套件針對這些問題提供了解決方案。


### TRCDRIVE 的優化內部佈局


TRCDRIVE 套件通過優化內部佈局將開關損耗降至最低,實現了僅 5.7 nH 的小電感。其內置低導通電阻的第四代 SiC MOSFET,使電流密度達到 19.1 A rms/cm²,輸出電流超過 600 A rms。TRCDRIVE 套件包括 12 種不同封裝尺寸和安裝模式的型號,並正在開發內建散熱器的 6 合 1 產品,以加速牽引逆變器設計和模型推出。


### SiC 模壓模組針對牽引逆變器


ROHM 的 SiC 模壓模組專為牽引逆變器應用而開發,通過獨特結構最大化散熱面積,使其在單面散熱設計中達到與競爭產品相當的散熱性能。內置第四代 SiC MOSFET,使功率密度提高 1.5 倍,顯著有助於 xEV 逆變器的小型化。模組配備壓入式引腳的控制信號端子,簡化了安裝過程。ROHM 還建立了類似於分立產品的量產系統,使生產能力提高了 30 倍。


### 支援 TRCDRIVE 的材料


ROHM 提供應用層級的支援,包括使用內部馬達測試設備,並提供各種支援材料如模擬和熱設計。兩種評估套件(EVK)可用於雙脈衝測試和三相全橋應用,方便在實際逆變器電路條件下進行評估。ROHM 獨立開發 SiC 技術,從晶圓製造到封裝和質量控制,並建立了整合的生產系統。



Gallium Nitride (GaN) Power Electronics at PCIM 2024: A Comprehensive Analysis

 https://www.powerelectronicsnews.com/gallium-nitride-gan-power-electronics-at-pcim-2024-a-comprehensive-analysis/

### 氮化鎵(GaN)功率電子技術在PCIM 2024:綜合分析


PCIM Europe 2024會議在紐倫堡舉行,是功率電子行業的重要活動,氮化鎵技術成為焦點。包括英飛凌、意法半導體、Transphorm和Navitas半導體等行業領導者展示了多種GaN產品,強調了GaN在效率、緊湊尺寸和熱管理方面的優勢,並討論了其廣泛應用的挑戰。


#### 深入分析、亮點、關鍵解決方案和趨勢


#### 集成和系統級創新(e-mode vs. d-mode)


多家公司展示了最新技術,適用於電動汽車(EV)、AI數據中心、工業驅動、機器人和可再生能源系統。強調了集成設計的潛力,可簡化系統架構並提高效率。選擇d-mode或e-mode開關配置取決於具體應用需求。


#### 熱管理和緊湊設計


GaN技術的優越熱管理能力在PCIM上成為重點。GaN能在更高溫度下運行,熱效率優於傳統硅基設備,但其熱導率低於SiC,面臨包裝設計挑戰。為確保可靠運行,需要實施先進的熱管理策略,如高效散熱器、高性能熱界面材料和創新冷卻解決方案。


#### 汽車和工業應用


STMicroelectronics、英飛凌和Transphorm等公司強調了GaN在提高電動汽車動力系統和充電系統性能和效率方面的作用。GaN的高效率和功率密度對延長EV續航和縮短充電時間至關重要。此外,利用GaN FET的太陽能系統顯示出顯著的效率和性能改進。


#### 高擊穿電壓


會議重點關注提高GaN設備的電壓擊穿能力。Transphorm和Power Integrations等公司正在開發1200V及更高電壓的GaN產品,這對於在汽車市場競爭至關重要。


#### 人工智能的集成


PCIM 2024的一大趨勢是將人工智能(AI)與功率電子技術相結合。AI驅動的分析和傳感器對於實時監控和預測性維護變得越來越重要,顯著提高了系統的可靠性和效率。


#### 未來GaN技術趨勢


1. **增強電壓能力**:GaN技術正在突破650V的界限,GaN-on-Insulator HEMTs和垂直GaN技術的發展將擴大其應用範圍。

2. **集成先進驅動和保護功能**:未來GaN解決方案將更多地集成驅動器和保護電路,簡化設計過程並提高系統可靠性和性能。

3. **改進的熱管理解決方案**:創新熱管理技術將繼續成為重點,以應對更高功率密度和集成需求。

4. **GaN-on-Insulator和垂直GaN技術**:這些技術有望克服現有限制,提供更好的高壓和高功率性能。

5. **大規模製造**:大規模製造和應用擴展對於降低成本和推動GaN技術普及至關重要。


### 結論


PCIM Europe 2024會議突顯了氮化鎵技術對功率電子行業的變革性影響。各領先公司展示了GaN在提高效率、性能和小型化方面的貢獻。會議強調了GaN在實現高效率、高擊穿和現代功率系統性能方面的關鍵作用,為功率電子行業的持續創新和增長奠定了基礎。

Onsemi invests in Czech Republic for end-to-end SiC production

 DIGITIMES Asia, Taipei Friday 21 June 2024


### 概述

Onsemi 宣布計劃在捷克共和國建立一個最先進、垂直整合的碳化矽(SiC)製造設施。該設施將生產公司智能電源半導體,這對於提升電動車、可再生能源和 AI 數據中心應用的能源效率至關重要。

Onsemi 之前揭示的長期資本支出目標包括通過多年的棕地投資高達 20 億美元來擴展 SiC 製造。這項投資將增加公司在捷克共和國的現有運營,包括矽晶體生長、矽和 SiC 晶圓生產(拋光和 EPI)以及矽晶圓廠。

目前,該地點每年可生產超過三百萬片晶圓,包括超過十億個電源設備。完成後,該運營每年將為該國 GDP 貢獻超過 2.7 億美元。

這將是捷克共和國歷史上最大的私營部門投資之一。該投資將進一步促進 Zlín 地區的繁榮和經濟活力,前提是所有最終的監管和激勵批准。

這項公告強調了 Onsemi 與歐洲芯片法案的總體目標在戰略上的一致性,即通過增加市場份額和技術進步來增強 EU 半導體供應鏈的韌性,以應對不斷增加的需求。

SiC 是高功率、高溫應用的關鍵材料,且極難生產。Onsemi 是全球少數幾家能夠從晶體生長到先進封裝解決方案生產 SiC 基半導體的公司之一。通過在捷克共和國擴展其生產設施,Onsemi 將更快地為客戶提供供應保障,強化其在智能電源解決方案中的領導地位。

Onsemi 總裁兼 CEO Hassane El-Khoury 表示:「我們的棕地投資將建立一個中歐供應鏈,以更好地服務於客戶對提高其應用能源效率的創新技術的快速增長需求。通過與捷克政府的密切合作,擴展還將增強我們生產智能電源半導體的能力,這對於確保歐盟能夠實現顯著減少碳排放和環境影響的目標至關重要。」

捷克共和國工業和貿易部長 Jozef Síkela 表示:「Onsemi 決定在捷克擴展明確證實了我們國家對外國投資的吸引力,並將為我們經濟的發展帶來顯著的動力。這項投資不僅強化了我們在半導體領域的地位,還能促進汽車工業的發展,幫助我們應對電動汽車的興起。」

Toshiba Developed Technology That Mitigates Parasitic Oscillation in SiC Power Modules Connected in Parallel

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