智能功率半导体器件关键电气特性等核心数据

关于智能功率半导体产品线的基本参数整理,涵盖制程工艺、封装类型、关键电气特性等核心数据:


一、功率器件(Discrete Devices)


1. 平面MOSFET(Planar MOSFET)

参数 指标范围 备注
电压范围(VDS -600V~1700V 漏源电压,直接影响器件的工作状态、电流能力和可靠性。
导通电阻(RDS(on) 3.7mΩ~120000mΩ(@VGS=10V) 150℃漏电<20μA
制程工艺 0.35μm BCD工艺 6英寸晶圆,产能20k片/月
封装类型 TO-220F/TO-247/TO-263 支持正面焊接(镀金工艺)
开关频率 100kHz~1MHz 雪崩能量(EAS)>100mJ

2. 超结MOSFET(SJ-MOSFET)

参数 指标范围 备注
电压平台 600V~850V
导通电阻(RDS(on) 19mΩ~1100mΩ(@VGS=10V) 集成快恢复二极管(Qrr降低30%)
工艺特点 多次外延(Multi-EPI) 8英寸晶圆
封装类型 TO-247/TOLL/D2PAK 支持高密度贴装

3. Trench MOSFET(沟槽型MOSFET)

参数 指标范围 技术亮点
电压范围 20V~200V (NMOS) 低栅极电荷(Qg↓30%)
导通电阻 1mΩ~50mΩ (@4.5V) 内阻对标英飞凌OptiMOS™ 5系
制程工艺 深沟槽刻蚀+铜互连 6英寸晶圆,产能15k片/月
封装类型 DFN3x3/TO-252/SOT-23 支持自动化贴装
开关速度 tr/tf<10ns 适用于高频DC-DC转换器

4. SGT MOSFET(屏蔽栅MOSFET)

参数 指标范围 核心优势
电压范围 30V~300V RDS(on)低至0.8mΩ
栅电荷 Qg<25nC (@10V) 开关损耗比Trench MOSFET降低40%
工艺特点 多晶硅屏蔽栅结构 兼容硅基/宽禁带器件驱动
封装类型 PDFN5x6/TO-263 低热阻(RθJA<50℃/W)

5. SiC MOSFET

参数 指标范围 备注
电压等级 650V/900V/1200V/1700V
导通电阻(RDS(on) 17mΩ~1.7Ω(@VGS=18V)
最高结温(Tj 175℃ 栅极耐压:-5V~+22V
制程工艺 沟道自对准(Trench SAC) 6英寸晶圆,薄片工艺(180μm)
封装类型 TO-247/DFN8×8/D3 支持双面散热

6. SiC SBD(碳化硅肖特基二极管)

参数 指标范围 技术壁垒
电压等级 650V/1200V/1700V 零反向恢复(Qrr=0)
正向电流 5A~50A (@25℃) 结温175℃,高温稳定性优于硅基FRD
工艺技术 肖特基势垒优化 6英寸晶圆,激光退火工艺
封装类型 TO-220AC/TO-247-2L 兼容传统硅器件封装

7. IGBT(绝缘栅双极晶体管)

参数 指标范围 应用场景
电压/电流 600V/10A~1200V/200A 工业变频器/新能源车主驱
导通压降 VCE(sat)=1.5V~2.5V 对标英飞凌TRENCHSTOP™ 5系列
开关频率 8kHz~30kHz 优化trade-off(Eoff↓20%)
封装类型 TO-247/TO-3P/D2PAK 内置温度传感器(NTC可选)

8. 快恢复高压MOSFET(FRMOS)

参数 指标范围 备注
反向恢复时间(trr ≤50ns(@IF=10A) 软度因子(S.F.)≥0.5
反向漏电流(IR <1μA(@VR=额定电压) 白金重掺工艺,参数一致性±5%
电压范围 300V~1200V
封装类型 TO-220/TO-247 兼容工业标准引脚

二、功率IC(Power ICs)

1. PWM控制器

参数 指标范围 备注
输入电压范围 10V~100V 支持反激/LLC/移相全桥拓扑
开关频率 50kHz~1MHz 抖频功能(±5%)降低EMI
工艺技术 SOI BCD -55℃~225℃工作温度
封装类型 SOP-8/MSOP-10/QFN-16 兼容TI/ST引脚定义
待机功耗 <30mW(空载)

2. 栅极驱动IC

参数 指标范围 备注
驱动电流(Ipeak 0.2A~10A(半桥/三相) 传播延迟<50ns
隔离耐压 600V(强化绝缘) 支持SiC/GaN器件驱动
工作电压 4.5V~32V 集成DESAT保护功能
封装类型 SOIC-8/SOP-16/SOW-20

3. 智能功率模块(IPM)

参数 指标范围 备注
电压/电流 600V/30A~1200V/600A 内置NTC温度检测
开关损耗(Eon/Eoff ≤1mJ(@25℃) 集成自举二极管
封装类型 DIP-25/D3/QFN 工业级(-40℃~125℃)

三、关键工艺与产能

工艺平台 制程节点 晶圆尺寸 月产能 应用产品
平面MOSFET工艺 0.35μm BCD 6英寸 20k片 中高压MOSFET/FRMOS
超结MOSFET工艺 Multi-EPI 8英寸 2k片 SJ-MOSFET(600V~850V)
SiC MOSFET工艺 Trench SAC 6英寸 400片 SiC器件(年底扩至1k片)
SOI BCD工艺 0.18μm 8英寸 - 功率IC(PWM/驱动)

四、封装类型汇总

封装代码 全称 特点 适用产品
TO-220F TO-220 Fullpak 绝缘封装,耐压2.5kV 平面MOSFET/FRMOS
TO-247-4L 4引脚增强散热型 支持开尔文连接 SiC MOSFET
DFN8×8 Dual Flat No-lead 超薄(1mm),适合高频应用 栅极驱动IC
D3 D3 Package 低电感(<5nH),车规级 IPM模块

五、典型功耗对比

产品类型 工作损耗 开关损耗 应用场景优化建议
平面MOSFET(900V) Pcond=ID2×RDS(on) Eoss=30μJ 工业电源(降低导通损耗)
SiC MOSFET(1200V) RDS(on)降低70% Qg减少50% 光伏逆变器(提升频率至100kHz+)
栅极驱动IC Pdrive=Qg×VDR×fsw 集成自适应死区控制 电机驱动(降低dv/dt噪声)

工艺与封装补充说明

器件类型 关键工艺 产能 封装演进
Trench MOSFET 深沟槽+铜填充 6英寸/15k片 向Chiplet集成(如DrMOS)
SGT MOSFET 多晶硅屏蔽栅+超薄外延 8英寸/8k片 3D封装(如FCLGA)
SiC SBD 肖特基金属界面优化 6英寸/500片 双面冷却(DSC)封装
IGBT 场截止(Field Stop)结构 8英寸/3k片 模块化(如EconoDUAL™兼容)

电气特性对比(新增器件)

器件类型 FOM核心指标 高温表现 系统价值
Trench MOSFET RDS(on)·Qgd 125℃下RDS(on)↑15% 服务器VRM效率↑1.5%
SGT MOSFET RDS(on)·Ciss 175℃参数漂移<8% 电机驱动THD↓25%
SiC SBD VF·Qc 175℃反向漏电<10μA 光伏逆变器效率↑1.2%
IGBT Eoff·VCE(sat) 150℃短路耐受时间≥10μs 工业变频器体积↓30%

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