ROHM針對這種節能化要求日益高漲的曆史潮流
，致力將在使分立半導體、ICdekaifayuzhizaoguochengzhongjileiqilaidejishudedaojinyibufazhandegonglvyuanqijianchanpindezhenrongzhuangda。qizhong
，zaishixianlejuyouguibandaotiwufadedaodetupoxingtexingdetanhuaguibandaoti（SiC半導體）產chan品pin領ling域yu
，正zheng在zai實shi施shi產chan品pin擴kuo充chong戰zhan略lve，並bing遙yao遙yao領ling先xian於yu業ye界jie。另ling外wai
，充chong分fen發fa揮hui綜zong合he半ban導dao體ti產chan品pin製zhi造zao商shang的de優you勢shi，在zai傳chuan統tong的de矽gui半ban導dao體ti產chan品pin領ling域yu，也ye在zai不bu斷duan擴kuo大da與yu控kong製zhiIC相結合的複合型產品群。下麵介紹ROHM最新的功率元器件。

 

    

SiC功率元器件是以碳和矽組成的化合物半導體碳化矽（Silicon Carbide）為材料製作的功率半導體，因其所具備的優異性能與先進性，多年來一直作為"理想的元器件"而備受矚目。如今已在工業

、車載
、鐵路、家庭等眾多應用中被廣為采用與研究，為設備的節能化做著貢獻。

　

　  

從SiC功率元器件的研究開發到量產，ROHM一直遙遙領先於業界。下麵簡單介紹一下SiC功率元器件的產品陣容及其特點。

　

SiC肖特基二極管：具有低開關損耗
、低正向電壓特性的產品（圖1）。在高效電源等設備中應用廣泛。ROHM擁有滿足AEC-Q101標準的分立產品陣容，已在日本國內及海外眾多電動汽車、插入式混合動力車的車載充電電路中得到廣泛應用。

 

圖1.SiC肖特基二極管與矽材質FRD特性比較（650V/10A級）

 

SiC-MOSFET：耐壓超過1000V的MOSFET元器件，采用矽半導體很難創造出導通損耗足夠低的器件，但通過碳化矽（SiC）半導體則可以實現。另外，與作為耐高壓的開關元件被廣泛應用的矽材質IGBT相比
，SiC-MOSFET的開關損耗僅為1/5左右，因此
，在驅動頻率越來越高的設備小型化（過濾器
、冷卻機構）和功率轉換效率的提升等方麵有望獲得顯著效果。（圖2）。

 

圖2. 普通Si-IGBT和ROHM的SiC-MOSFET的開關損耗比較

 

SiC功率模塊：ROHM實現了功率元件全部由SiC功率元件構成的“全SiC”功率模塊的量產（圖3）。

 

圖3. SiC功率模塊的外觀

 

　　

ROHM已於2012年實現了1200V/120A、180A產品的量產。並於2015年6月開始將1200V/300A新產品投入量產。

　　

為充分發揮SiC功率元器件的高速開關性能，使模塊內部的電感更低是在實現更大電流規格方麵非常重要的技術。ROHM通過優化內置SiC元件的配置及內部格局，開發出內部電感比已經量產中產品（120A
、180A）降低約一半的模塊
，成功開發出額定電流300A的產品。

　　

與同等額定電流的IGBT模塊相比，開關損耗可降低77%。使用本產品可大幅降低開關損耗，從而實現設備中的冷卻機構的小型化。不僅如此，還適用高頻驅動，例如在30kHz的開關頻率下使用功率模塊時，與IGBT模塊相比，導通損耗和開關損耗合計共可降低約60%（圖4）。

　　

通過更高頻率的開關動作
，還可實現線圈和電容器等周邊元器件的小型化。不僅有助於設備的節能化
，還有助於實現進一步小型化。

　　  

　

圖4. ROHM新產品與普通IGBT模塊的損耗比較

 

　　

與現有量產中的SiC-MOSFET相比，同一芯片尺寸的導通損耗更低（導通電阻降低約50%），同時實現了更高的開關性能（輸入電容降低約35%）（圖5）。

　　

圖5. 溝槽結構SiC-MOSFET的導通電阻、輸入電容特性

　　

溝槽結構因在SiC-MOSFET中采用，可有效降低導通電阻而備受關注。但為了確保元器件的長期可靠性，需要設計能夠緩和Gate Trench部分（通過有無施加電壓來控製MOSFET元件的開關ON/OFF的部位）產生的電場的結構。因為當僅在Gate Trench部位采用溝槽結構時，Gate Trench結構底部電場集中，很難確保元器件的可靠性。ROHM通過采用獨創的結構

，緩和了Gate Trench結構底部的電場集中現象，從而成功實現了采用溝槽結構的SiC-MOSFET的量產（圖6）。

　　

圖6. ROHM的溝槽結構SiC-MOSFET元件結構

 

ROHM首先實現了采用量產中的溝槽結構SiC-MOSFET元件的“全SiC”功率模塊的產品化。該產品的額定電壓為1200V，額定電流為180A，內部電路為半橋配置。與同等額定水平的Si-IGBT功率模塊產品相比
，其顯著優勢當然不必言說
，即使與量產中的1200V/180A的SiC-MOSFET模塊相比，其開關損耗也大幅降低（圖7）。

　　

　

圖7. 開關損耗比較

　　

今後，ROHM計劃開發分立封裝的額定電壓650V
、1200V的產品，並繼續擴充更大額定電流的產品群。

 

　　

與因元器件的特性優勢而備受矚目的SiC功率元器件相比
，在價格方麵更具優勢的矽材質功率元器件產品的市場規模依然很大。ROHM也在致力於使用矽材質半導體的功率元器件開發。不僅不斷完善IGBT和MOSFET等分立半導體、IC的產品群
，還在不斷擴充功率元件和控製IC相結合的複合型產品陣容等，積極發揮綜合半導體元器件製造商的綜合實力優勢

，使產品陣容不斷壯大。下麵簡單介紹一下相關產品。

 

　　

為降低功耗，眾多電機應用中均實現了設備的變頻化。這些變頻設備中廣為采用的產品是將IGBT功率元件
、控製它們的IC以及外圍電路1體化封裝的功率模塊產品（IPM：智能功率模塊）。ROHM的IGBT-IPM產品搭載自產的矽材質IGBT元器件，並已投入量產（圖8）。

　　

　

圖8. ROHM的IGBT-IPM（MOS-IPM）結構

　

　　

近年來，在白色家電領域，節能趨勢尤為顯著。產品傾向於采用更接近實際使用情況的能效標識APF（Annual Performance Factor），不再僅僅關注功率負載較大的設備啟動時和額定條件下的節能，要求在負載較小的正常運轉時更節能的趨勢日益高漲。

　　

ROHM 不僅實現了IGBT-IPM的量產，還開發出搭載自產的低導通電阻“PrestoMOS”
、並融入獨有的IC控製技術的MOS-IPM產品，並已於2015年8月投入量產。

　

 

一般MOSFET具有在高速開關條件下和低電流範圍內的導通損耗較低的優勢
，以及降低設備正常運轉時的功耗的效果。ROHM通過采用自產PrestoMOS，不僅達到了以往的MOSFET很難實現的可支持更大電流的功效
，更大大降低導通損耗，實現了IPM的產品化。

 

 

ROHM通過采用獨有的柵極驅動電路，進一步實現了IPM產品的高效化。例如，通過導入可防止高電壓條件下高速開關動作容易產生的MOSFETwudongzuodedianlu，shixiangaosukaiguandongzuo，yijiangdikaiguansunhao。lingwai
，kaolvdaokaiguanshichanshengdezaoyin，youhualekaiguansunhaohezaoyindepinghengguanxi

，congershixianlekezuidaxianduchongfenfahuiPrestoMOS性能的柵極驅動。

　

由於具備這些特點，在低電流工作條件下，ROHM生產的MOS-IPM產品與IGBT-IPM產品相比，損耗大幅降低。通過業界頂級的低功耗，為整個應用的進一步節能做出貢獻（圖9）。

　　

　　

圖9. 普通IGBT-IPM與ROHM的MOS-IPM的損耗比較

 

為了進一步實現節能化
，ROHM在已經實際應用的SiC功率元器件領域
，進一步推進技術革新。另外，在矽材質半導體領域，也將不斷完善產品陣容
，同時

，積極拓展包括控製IC在內的複合型產品群。

　　

今後，ROHM將繼續致力於推進在節能方麵為社會貢獻力量的元器件開發。