工業及汽車功率模塊的市場技術方案需求

作者/任晟赫 安森美半導體智能功率模塊技術營銷高級經理

功率半導體/電源管理方案的市場趨勢與各政府政策/各種能源法規/新應用市場規模的增長等密切相關。近年來，中國是這趨勢變化最大的國家，因為它擴展工業/工廠自動化和電動汽車應用，而由於空氣污染問題，中國政府將煤轉電政策推向全國。亞洲其他地區包括韓國和日本也以稅務或補貼計劃加快推動高能效的方案。雖然歐洲、中東和非洲以及美國市場略弱於其它地區，但也逐漸開始投資這市場，尤其是工業逆變器和電動汽車的發展快速。電動汽車市場是功率半導體行業最熱門的應用領域。目前的汽車核心技術是先進駕駛輔助系統（ADAS）和自動駕駛，這涉及到安全性或乘客的便利性，並且這些技術已推出市場，或正在OEM/一級供應商客戶端開發。市場已經準備好迎接這些技術，半導體公司正全面開發下一代先進的方案，如全電池車、插電式混合動力車（PHEV）等。安森美半導體為此已有全面部署。

這些應用的關鍵是「高能效、高集成度、高密度」，安森美半導體完全符合市場對細節/多樣化的需求，相信功率模塊絕對是正解。市場需要不同應用的模塊方案，工業/ 暖通空調市場需要IPM（智能功率模塊）和PIM（功率集成模塊），汽車市場需要牽引模塊、OBC（車載充電器）模塊和IPM。市場需要模塊的主因是客戶要實現「合乎尺寸/成本的高密度系統」，和「集成所有」；幾十個功率硅開關– IGBT、MOSFET、SiC、GaN；複雜的門驅動器單元電路和量產功能，如位於一個小型封裝中的熱敏電阻、De-sat等。幸好當前的功率矽片/WBG（寬禁帶）技術能滿足複雜的市場需求，且模塊封裝技術也為小尺寸、超低Rth（j-c）材料、高溫保證EMC（環氧樹脂成型複合材料）、更長生命周期（電源循環、TMCL），如DSC（雙面冷卻）、燒結、附著力促進材料等提供了非常好的思路。功率模塊封裝技術比以前變得重要，特別是更大功率的方案，封裝的可靠性和專有技術是比硅技術更關鍵。所以每種材料選擇都關乎封裝與硅組合的可靠性。功率模塊方案的另一關鍵技術是如何將完全不同的材料和硅結合到/連接到同一封裝。

根據市場的多樣化需求，特別是汽車功能電子化，這些功率模塊技術將在未來10年發展非常快，將助力整個電源行業實現縮減系統尺寸、高能效、超長使用壽命。

安森美半導體以領先的硅技術和高功率模塊與市場趨勢同軌，最主要收入來自消費/工業應用，如空調、冰箱、泵、風扇、洗衣機、工業逆變器等，是全球該類別銷量稱冠。基於20年來的豐富模塊經驗，安森美半導體正快速大範圍擴展該業務。如今安森美半導體功率模塊包括PIM 、 IPM、牽引、 ASPM（汽車智能功率模塊）、APM（汽車功率模塊）、 OBC模塊/SiC模塊等。

工業市場可分為IPM和PIM。該市場通常需要基於1200V / 600VIGBT的方案，或需一些SiC用於SSC（單面冷卻）封裝中的PFC器件。汽車市場會按拓撲結構或應用需要幾個模塊。安森美半導體提供1. 採用1200V / 650VIGBT和SiC的牽引逆變器方案，用於主電機驅動。2. 採用MOSFET的OBC模塊，特別是HV超級結MOSFET。3. 採用低於100V Power Trench MOSFET的APM，用於12V / 48V負載。4. 針對600V / 1200V 高壓輔助負載的ASPM。

安森美半導體的模塊方案廣泛涵蓋汽車和工業應用，並且持續投資於此類高能效且高密度的模塊，打造更美好的生活。

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