创新从需求出发,翠展微电子“一体化高性能逆变砖平台”助推降本增效

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IGBT广泛应用于新能源汽车、光伏、工控、家电等领域,疫情期间曾一度缺货大涨价,不过,随着本土企业产能的大幅提升,一方面,IGBT已从短缺进入到激烈竞争阶段;另一方面,市场对高集成度、高性价比的功率半导体产品的需求越来越强烈。

在这样的背景下,国内功率半导体产业链企业加大创新力度,持续提升功率电子产品的功率密度和高集成度。其中,浙江翠展微电子有限公司(下称“翠展微电子”)创新性推出“一体化高性能逆变砖平台”,从系统层面直击行业痛点,力争为客户提供更高效、更高集成度、更高性能、更低成本的新一代功率半导体产品。

创新:从需求出发

IGBT虽然应用领域广泛,但由于国内企业起步晚,芯片及模块制造工艺复杂,2021年之前,我国约9成产品依赖进口。不过在新能源汽车、光伏等新兴产业的带动下,本土IGBT自给率迅速提升,其中又以汽车领域国产化最为显著,据集微咨询(JW Insights)统计,车规级IGBT厂商国内市占率已从2021年32%提升至2022年约45%-50%,未来国产化率仍将进一步提升,为国内功率器件企业提供了高速增长赛道。

不过,国内企业出货量大增的同时,同步面临下游产业需求变动带来的新压力。其中,需求量最大的新能源汽车赛道,自2022年底以来,主机厂的轮番价格战,导致降本需求持续增长,并已传导到功率半导体等零部件厂商。

同时,随着电动汽车集成化需求越来越高,对汽车电子的集成度也不断提升,以电驱为例,已从此前的单一产品加速向“三合一”“五合一”“八合一”等多合一趋势发展,对功率电子的功率密度、集成度提出了更高要求,如何为下游客户提供更高效、更高集成度、更高性能、更低成本的产品已成为功率半导体企业的新挑战。

在这样的背景下,翠展微电子系统性地提出了“一体化高性能逆变砖”模块结构,力争为行业降本增效赋能。

据了解,翠展微电子核心团队出自英飞凌、安森美等功率半导体大厂,平均行业经验达15年以上,在功率器件领域具有深厚的技术积累。

自成立以来,翠展微电子始终保持高研发投入,针对行业新需求、新痛点,翠展微电子从芯片设计、模块开发、工艺开发、可靠性测试到方案开发、服务支持等构建全生态链研发能力,同时投建了较为完善的功率器件实验平台,“我们从产品应用和客户需求出发,加大实验设备投入,不仅覆盖了AQG 324的全部测试项目,还建设了符合客户需求的产品应用端试验平台,如250KW/20000rpm的新能源汽车电驱测试台架。目前,翠展微电子实验室已通过CNAS认证,让我们能够更好的服务客户。”翠展微电子研发副总吴瑞介绍道。

除了内部加大研发投入,翠展微电子也在积极借力外部优势资源,一方面,寻求联合浙江大学、哈工大等头部高校对功率半导体展开联合研发;另一方面,与国内外头部零部件企业开展战略合作据了解,目前翠展微电子合作的供应商均为行业一流梯队供应链企业,从而保证研发先进性和产品质量。

基于内部发力和外部资源优势整合,翠展微电子成功推出“一体化高性能逆变砖”模块结构,为下游客户提供一站式高性价比解决方案。

新价值:降本增效凸显

翠展微电子“一体化高性能逆变砖”模块结构从芯片设计开始,内置自研高性能芯片MPT2,据介绍,该芯片可对标英飞凌第七代IGBT芯片,采用最优化精细沟槽FS-IGBT结构设计,具有高关断电流和较优的出流能力,同时,基于该芯片的均衡化设计,可以更好应对电驱、电源等场景应用需求。

集成封装方面,“一体化高性能逆变砖”模块结构也进行了全新的创新设计,“一体化高性能逆变砖”去除了从DBC到散热器之间的铜底板以及导热硅脂等结构,直接将DBC集成在散热器上,缩短传导路径,与传统结构相比,模块热阻下降30%-40%,重量下降10%。

“一体化高性能逆变砖”平台创新方案与传统方案比较

创新的集成封装方案带来的价值远不止于此,“材料减少,成本降低了,还带来生产效率的整体提升。”

基于层叠母排激光焊接技术,功率模块的集成度得以进一步提升,吴瑞表示:“根据客户需求,我们还可以把母线电容、IGBT驱动板、电流传感器等集成到模块中一起封装,使得产品工艺密度更高,将降低系统杂散电感并大幅提升产品可靠性。”

随着新能源领域的快速发展,市场对定制化的需求越来越迫切,翠展微电子将结合客户需求,植入“一体化高性能逆变砖”模块设计理念,从而定制化设计出符合客户需求的整体系统架构,打造结构更紧凑、功率密度更高、成本更低的应用方案。同时,翠展微电子也非常欢迎与客户和供应链联合研发,设计出更贴合客户需求的产品,实现共赢。

一站式:不止于硬件

事实上,“一体化高性能逆变砖”模块结构不仅适用于IGBT,同时适配SiC、GaN等下一代功率半导体材料,目前翠展微电子已经基于SiC在做TPAK封装产品,也将会应用在一体化高性能逆变砖模块结构上,在提升出流能力、功率密度、高温性能的同时,有助于降低SiC的使用成本,加速SiC向新能源领域导入。

需指出的是,“一体化高性能逆变砖”模块结构并不仅仅是硬件方面的创新,同时提供有完整的软件系统相配套,吴瑞介绍,“我们能为客户提供符合功能安全需求的全套软件服务支持,在国内,我们的软件服务已做到行业一流水平,不光从硬件层面为客户提供产品和解决方案,还能从软件层面为客户提供一站式解决方案。”

翠展微电子一站式软件开发解决方案

据了解,翠展微电子一站式软件开发解决方案可提供从需求分析管理、开发编译、调试、MIL、SIL、PIL,到最终量产的汽车ECU软件全套方案,满足客户配置管理、变更管理、持续集成、缺陷管理、发布管理等需求,翠展微电子由此也成为国内唯一提供功率模块应用软件方案的功率半导体厂商。

基于如上优势,翠展微电子的软件解决方案已导入了广泛的主机厂客户群,如奇瑞、长城、上汽大通、吉利、东风汽车、长安汽车、中国一汽、小鹏汽车、理想汽车、哪吒汽车、蔚来汽车、华人运通、北汽新能源等。

面对竞争日趋激烈的市场环境,翠展微电子一站式软件开发解决方案,将有助于功率模块方案和产品进入更多已服务的客户供应链体系,为客户创造价值。

目前,翠展微电子汽车业务已经在3家汽车主机厂和多家Tire1批量供货,今年已经新增定点主机厂有5-8家。HP1,HPD,DC6,DC6I,TPAK,TO247PLUS等主流汽车应用封装均有量产产品,预计汽车业务相比2022年增长200%;工业市场主流封装Easy1B,Easy2B,PIM2,PIM3,34mm,62mm,Econodual3,TO247,TO247PLUS等都在批量供货,目前合作客户上海众辰,丹佛斯海利普,海盐理想,艾普希隆等主流变频器客户超过70家,预计工业业务相比2022年增长超300%。

而为了应对持续增长的出货需求,翠展微电子已在加快新厂房建设,其中,嘉善三期工厂预计将于2024年1月建成,并于二季度投产,届时10条产线预计将新增300万套/年功率模块供应能力,满足下游客户更高效、更高集成度、更高性能、更低成本配套需求。(校对/萨米)

责编: 邓文标
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