TMC2025观察 |?功率半导体创新技术的20个前瞻故事（下篇）

以下完整内容发表在「SysPro电力电子技术」知识星球-《TMC2025记录|功率半导体创新技术》系列- 文字原创，素材来源：TMC 现场记录、厂商官网- 本篇为节选，完整内容会在知识星球发布，欢迎学习、交流

导语：6月初参加了第十七届国际汽车动力系统技术年会（TMC2025），作为年会核心板块的“新能源汽车及功率半导体协同创新技术论坛”，汇聚了英飞凌、Yole、比亚迪、吉利、理想、芯联集成、采埃孚、罗姆、ST等全球顶尖企业，以及中国科学院、复旦大学等科研机构，围绕第三代/第四代半导体材料应用、SiC/GaN功率模块先进封装革命、车规级芯片自主化等议题展开深度研讨。

从SiC在电驱动系统的前沿应用，到CIPB功率芯片嵌入式封装从实验室到量产的创新突破；从基于氮化镓PCB嵌埋封装在混合动力汽车的实践，到SiC功率模块先进封装技术的最新成果。全方位呈现行业创新活力这场技术盛宴不仅揭示了功率半导体如何重塑新能源汽车的“心脏”，更勾勒出未来三年行业技术路线图与产业生态重构方向在哪里？
我会用"三部曲"解读本次TMC年会关于功率半导体相关议题的主要内容，看看这一年宽禁带功率半导体发生了哪些有趣的故事？出现了哪些前瞻性的解决方案？又带来了怎样的技术革新？本篇为第三曲。

图片来源：TMC

目录

TMC2025观察 | 功率半导体创新技术的20个前瞻故事（上篇）

TMC2025观察 | 功率半导体创新技术的20个前瞻故事（中篇）TMC2025观察 |功率半导体创新技术的20个前瞻故事（下篇）

15.富乐华：DBA陶瓷基板：引爆国产车规级电材料的革命性突破

16.史逸泰克150mm和200mm智能碳化硅工程衬底

17. ROHM：Eco家族功率器件助力电动汽车新革命

18. ST：SiC器件封装中的低寄生参数设计与实现方法

19. 瓦克：有机硅在功率半导体领域的系统解决方案

TMC2025观察 |高层会议笔记整理：混碳模块/CIPB/逆变砖/其他，谁才是未来三年降本增效首选技术？

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TMC2025观察 | 功率半导体创新技术的20个前瞻故事

（下篇）

15 富乐华DBA陶瓷基板：引爆国产车规级电材料的革命性突破

富乐华公司的柳珩先生，首先介绍了功率半导体在过去几十年的发展情况，特别是芯片技术的进步。然而，基板材料在过去二三十年里并没有大规模的发展。随着功率半导体器件的功率不断提升，发热问题变得尤为突出。传统的散热方法已经无法满足现代高功率器件的需求，因此需要新的基板材料和封装技术。

DBA陶瓷基板的优势

柳珩先生详细介绍了富乐华公司开发的DBA（Direct Bonded Aluminum）陶瓷基板。DBA陶瓷基板具有以下优势：

高热导率：DBA陶瓷基板的导热系数达到了188W，能够有效地将热量从功率器件传导出去

轻量化：相比传统的DBC（Direct Bonded Copper）和AMB（Active Metal Brazing）基板，DBA基板更轻，有助于减轻整车重量。

经济适用性：DBA基板的成本相对较低，具有更好的经济适用性。

DBA陶瓷基板在新能源车、激光雷达和传感器等领域有广泛的应用。特别是在新能源车中，DBA基板适用于IGBT和MOSFET等大功率器件，显著提高其性能和可靠性。

图片来源：富乐华 (TMC拍摄)?

技术细节

柳珩先生还分享了DBA陶瓷基板的技术细节。DBA基板通过在氮化铝陶瓷基板上加镀铝层，实现了高绝缘可靠性、高热导率和轻量化的目标。此外，富乐华公司通过自主配方和国产化产线，成功降低了生产成本，使得DBA基板在市场上具有更强的竞争力。

图片来源：富乐华 (TMC拍摄)?

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16 史逸泰克

150mm和200mm智能碳化硅工程衬底

傅江强先生介绍了史逸泰克公司在智能碳化硅（SiC）工程衬底方面的最新研究成果。传统的SiC衬底存在高耗电、生产速度慢等问题，限制了其在高功率器件中的应用。

SmartCut技术

史逸泰克公司通过SmartCut技术，实现了对传统SiC衬底的革命性改进。

SmartCut技术通过注氢和剥离过程，可以从单晶SiC衬底上剥离出非常薄的层，并将其与多晶SiC衬底键合，形成复合衬底。这一技术不仅提高了材料利用率，还显著降低了生产成本。

复合衬底具有以下优势：

高电导率：通过掺杂技术，复合衬底具有非常高的电导率

高散热能力：多晶SiC衬底的高散热能力使得整个系统的开关损耗显著降低

降低二氧化碳排放：由于材料利用率的提高，复合衬底的生产过程显著降低了二氧化碳排放

图片来源：史逸泰克?(TMC拍摄)?

应用场景

傅江强先生展示了复合衬底在电动车和工业应用中的实际案例。例如，博世公司使用史逸泰克的复合衬底，成功将1200V器件的电流提升了13%，RDSon降低了13%。此外，复合衬底还显著降低了开关损耗和双极性退化现象，提高了器件的可靠性和寿命。

图片来源：史逸泰克?(TMC拍摄)?

未来发展方向

傅江强先生表示，史逸泰克公司将继续优化SmartCut技术，提高复合衬底的性能和可靠性。未来，公司计划将RDSon降低30%，并进一步扩大在MOSFET和JFET等领域的应用。

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17ROHM

Eco家族功率器件助力电动汽车新革命

来自ROHM公司苏勇锦先生，介绍了在功率器件领域的最新产品和技术。随着电动汽车市场的发展，对功率器件的性能和可靠性提出了更高的要求。ROHM公司通过推出Power Eco Family系列功率器件，满足了不同客户的需求。

Power Eco Family系列

Power Eco Family系列包括Eco-IGBT、Eco-MOS、Eco-SiC、Eco-GaN等产品，涵盖了从Si基到宽禁带器件的广泛范围。

图片来源：ROHM (TMC拍摄)

这些产品具有以下特点：

高性能：ROHM的功率器件在导通损耗和开关损耗方面具有显著优势

高可靠性：通过严格的质量控制和可靠性测试，ROHM的功率器件在各种应用场景中表现出色

多样化封装：ROHM提供了多种封装形式，满足不同客户的需求

图片来源：ROHM (TMC拍摄)?

应用场景

苏勇锦先生展示了Power Eco Family系列在不同应用中的实际案例。例如，HSDIP20模块通过优化内部结构，显著减小了系统体积，提高了散热性能。DOT-247模块通过集成设计，减少了插件工序，降低了寄生电感，提高了系统可靠性。

图片来源：ROHM (TMC拍摄)?

未来发展方向

ROHM公司将继续投资于SiC和GaN等宽禁带器件的研发，推出更高性能和更高可靠性的产品。

图片来源：ROHM (TMC拍摄)?

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18 意法半导体

SiC器件封装中的低寄生参数设计与实现方法致瞻科技

意法半导体（ST）丁锋先生，介绍了在SiC器件封装中的低寄生参数设计与实现方法。随着SiC器件在高频率和高功率应用中的普及，寄生参数对器件性能的影响变得尤为突出。

图片来源：ST (TMC拍摄)?

寄生参数的影响

丁锋先生详细解释了寄生电阻、电感和电容对SiC器件性能的影响。寄生参数会导致电压过冲、震荡和功率损耗增加，影响器件的可靠性和寿命。因此，在设计SiC器件封装时，必须充分考虑寄生参数的控制和优化。

图片来源：ST (TMC拍摄)?

设计方法

丁锋先生介绍了ST公司在低寄生参数设计方面的经验和方法。通过优化陶瓷基板、键合线和铜排等关键部件的设计，可以显著降低寄生参数。例如，采用宽铜线和薄陶瓷材料可以降低寄生电感；采用叠层母排设计可以进一步优化电感性能。

图片来源：ST (TMC拍摄)?

仿真和验证

ST公司通过SPICE仿真和有限元分析工具，对封装内部的寄生参数进行提取和优化。通过系统级的仿真，结合驱动板和负载，进行整体性能评估，确保设计满足实际应用需求。

图片来源：ST (TMC拍摄)?

实际案例

丁锋先生展示了一个塑封半桥模块的设计案例。通过优化材料选择、陶瓷基板布线和芯片排布，成功将寄生电感和电阻降至最低。此外，通过采用叠层母排设计，进一步优化了整体寄生参数。

图片来源：ST (TMC拍摄)?

未来发展方向

丁锋先生指出，未来SiC器件封装的发展方向将是3D封装和嵌入式设计。通过这些先进的设计方法，可以进一步降低寄生电感，提高器件性能和可靠性。

图片来源：ST (TMC拍摄)?

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19瓦克化学

有机硅在功率半导体领域的系统解决方案住友电木

来自瓦克公司邓超先生，介绍了他们在有机硅材料领域的最新解决方案。随着功率模块向高功率密度和高可靠性方向发展，对热管理和电管理的需求越来越高。有机硅材料因其优异的热绝缘和电绝缘性能，在功率半导体领域具有广泛的应用前景。

瓦克强调其由RTV（室温硫化硅橡胶）核心能力与应用技术引领，重点介绍了RTV-1和RTV-2（缩合与加成固化）的四个应用领域及工艺：灌封、粘结、密封和涂层，展示了硅胶在电子元器件保护、材料粘接、密封防漏及涂层保护中的具体应用。

应用场景

邓超先生展示了有机硅材料在功率模块、逆变器和智能座舱等领域的实际应用。例如，瓦克的硅凝胶可以有效保护IGBT模块，吸收热量和应力，提高器件的可靠性。此外，有机硅材料还可以用于功率模块的粘结和散热，优化整体热管理性能。

创新解决方案

瓦克公司不断创新，推出了一系列符合行业需求的有机硅产品。例如，916HT凝胶可以长期工作在200度高温环境下，满足高功率器件的需求。此外，瓦克还开发了低温快速固化的粘结材料，满足汽车行业低成本、高效率的生产需求。

图片来源：WACKER (TMC拍摄)?

在IGBT应用中，瓦克展示了有机硅在多种应用场景。介绍了硅凝胶在模块保护（如三防保护、机械应力缓冲和电性能稳定）、壳体粘接密封（如气密性防护、结构固定粘接和辅助机械连接）以及热界面导热散热（如均匀分布热量、快速热量传导和辅助模块固定）等方面的具体应用材料及其作用。

图片来源：WACKER (TMC拍摄)?

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TMC2025观察 | 功率半导体创新技术的20个前瞻故事

（上篇，已发布）

1. 英飞凌：第三代半导体主驱应用现状与挑战

2. 芯联集成：创“芯”智造，助推新能源汽车行业发展

3. 镓仁半导体：车规级功率器件的第四代半导体材料应用与商业化前景

4. Yole：全球功率模块最新进展及模块 - 逆变器联合设计

5. 比亚迪：SiC在电驱动系统中的应用

6. 西安交大：CIPB功率芯片嵌入式封装 - 从实验室到量产的全链路创新

7. HORSE：基于氮化镓PCB嵌埋封装的新一代混合动力汽车功率半导体模块设计与应用

8. 日立：一款高性能SiC功率模块，具备直接冷却功能和最高功率循环能力

图片来源：HORSE · 激光湾科技

TMC2025观察 | 功率半导体创新技术的20个前瞻故事

（中篇，已发布）

9. 国扬电子：大尺寸塑封SiC模块：可靠性验证与车规级量产挑战

10. 理想汽车：自研碳化硅功率模块

11. 采埃孚：芯片内嵌(CIPB)技术及展望

12. 致瞻科技：极致成本、极致体积主驱电功率砖解决方案

13. 悉智科技：电驱应用SiC模块的发展趋势和核心竞争力

14.住友电木：无压银烧结在功率模块的应用

图片来源：理想汽车

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