瑞薩電子(Renesas)宣布開發新一代矽絕緣柵雙極電晶體(Si-IGBT),以提供低功率損耗且小型的封裝。針對新一代電動車(EV)逆變器的AE5 IGBT將於2023年上半年開始在瑞薩位於日本那珂市工廠的200和300毫米產線上生產。此外,瑞薩位於日本甲府市工廠新的300毫米功率半導體產線也將從2024年上半年開始量產。
與目前的AE4 IGBT產品相比,AE5製程可降低10%功率損耗,有助於EV開發人員減少電池消耗並增加行駛里程。此外,新產品體積約縮小10%,同時保持高穩健性。瑞薩的新元件通過平衡低功率損耗和穩健性,實現了業界高水準的IGBT性能。另外,新的IGBT最大限度地減少IGBT之間的參數變化,為並聯運作時提供更高的穩定性,顯著提高模組的性能和安全性。這些特點為工程師設計高性能的小型逆變器提供了更大的靈活性。
新一代IGBT(AE5)針對400-800V逆變器的四種產品750V耐壓(220A和300A)和1200V耐壓(150A和200A),在-40°C~175°C的接面溫度(Tj)範圍內提供穩定的性能,導通電壓Vce為1.3V,與傳統產品相比,電流密度提高10%,小晶片尺寸(100mm2/300A)針對低功耗和高輸入電阻進行了最佳化。
此外,AE5將VGE(off)的參數變化降低至±0.5V,實現穩定的並聯運作,並保持反向偏置安全工作區(RBSOA)在175°C接面溫度下最大Ic電流脈衝為600A,在400V下具有4µs的高度穩健短路耐受時間。其柵極電阻(Rg)的溫度依賴性降低50%。這最大限度地減少高溫下的切換損耗、低溫下的尖峰電壓和短路耐受時間,支援高性能設計。AE5能夠降低逆變器功率損耗,在相同電流密度下與目前的AE4製程相比,效能提高6%,進而使EV能夠行駛更遠的距離及使用更少的電池。