“空调能效标准 空调能效等级”

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自1957年第一个晶闸管诞生以来，电力电子技术发展迅速。 近年来取得了很大的进展，产生了良好的经济效益和社会效益。 根据acee发布的报告，到2030年，由于使用半导体技术提高能源效率，美国经济规模将扩大70%以上，耗电量将减少11%。 作为高效电力电子技术行业的大制造商，安塞尔米半导体聚焦超低损耗、智能功率集成电路、集成功率模块的r&d和创新，取得了很大的进步。

随着时间的推移，功率晶体管技术不断提高。 的体积在缩小，电力密度越来越高。 双极结构已经成为1kv以上大功率晶体管的首选。 电压低于1kv时，特别是频率高时多采用。 高于该电压的高电流应用选择igbt。

开发这种器件的第一个课题是，如果开关频率持续上升，则需要降低导通电阻和内部电容引起的传导损失，提高反向恢复性能以使内部损失最小化。 通过更高的击穿电压和箝位开关特性( uis )，提高击穿稳定性也很重要。

过去，开发40v以下低电压的关键是在给定的导通电阻条件下使芯片尺寸最小化，降低单价。 因此，最重要的质量系数(、fom )是mxm 2中特征性的导通电阻( rds(on )规格)。 因为低压场效应管中的沟道电阻()对特征导通电阻有很大的影响，所以该行业关注的是将最多的场效应管沟道配置在可利用的区域内。 使用垂直的“沟槽栅”通道代替平面通道，使用高级光刻技术减小表面大小。

但是，由rds(on ) xqg(d )定义的重要质量系数由于单位面积的导通电阻的增加被单位面积的栅极电荷( qg )的增加抵消，所以通过减小沟槽场效应晶体管的间距不容易实现。 沟槽场效应晶体管(具有追加去耦垂直场效应板、屏蔽栅极和漏极)、沟槽(沟槽金属氧化物半导体的紧凑性和背漏极组合而成的低qg(d ) )、金属化/封装的优化等

虽然硅基晶体管经过多年的改善，但硅基材料的局限性表明，在今后十年中有必要寻求其他可用的处理方案。 现在，有人提出使用宽带隙材料(氮化镓、碳化硅、dia )。 这些材料提供更好的热特性、更低的开关损耗，同时结合了具有吸引力的低导通电阻( rds(on ) )和高耐压( vbd )的优点。

宽带隙材料在高压应用方面也能实现较大的突破。 与氮化镓碳化硅的临界破坏场比硅高几个数量级，目前发表的器件具有热传导率更高的特点(比硅高3倍左右)。 碳化硅是1kv以上应用的最佳材料，而氮化镓最适合1kv以下的应用。 但是，在硅中添加较厚的氮化镓层提供较高的额定电压，制造增强型晶体管，提高可靠性等技术壁垒仍需克服。 今后几年内，首批高压氮化镓高电子迁移率晶体管( hemt )有望上市。

智能电源集成电路是一种将“智能”和“电源”集成在单个芯片上的新设备。 广泛应用于电力变换器、电机控制、荧光灯整流器、自动开关、视频放大器、桥式驱动电路、显示驱动等多个行业。 中国是世界上最大的费用电子市场。 随着人们经济生活水平的提高，对各种电子产品的诉求越来越多，这表明智能电力集成电路有着巨大的市场。

智能功率集成电路使用双极/互补金属氧化物半导体/dmos(bcd )组合技术，将模拟、数字、电源的系统设计集成在一个基板上。 后续的bcd工艺改善了高压隔离、数字特征大小(提供了更高的模拟精度、逻辑速度、密度等)。 )和解决能力。 现代技术可以整合数字解决方案、ram/rom存储、嵌入式存储和电源驱动程序。 例如，bcd技术可以在一个芯片上集成电源、逻辑、模拟等多个功能。

随着cmos几何尺寸的缩小，对高级嵌入式智能的诉求带来了16/32位解决方案、多个mbrom/ram和非易失性存储器的集成以及许多复杂的数字知识产权( ip )。 为了满足更高精度的传感机构、高比特率数据转换、不同的接口协议、预驱动器/控制环路、准确的片上电压/电流基准的诉求，模拟功能也在增加。 业界正在发售100~200伏和5~10a的功率驱动器。 这些器件使用深沟槽和绝缘体上的硅( soi )技术，具有低导通电阻、高密度、强高压分离体系结构。

交流逆变器的集成600伏晶体管技术补充了100伏以下的应用技术，被解释为是另一个重要的市场。 先进的亚微米cmos技术推动了从低价格、低导通电阻驱动器一直以来流传的ldmos器件向双、三重低表面电场( resurf ) dmos、超级结ldmos、ligbt的集成。

目前，功率半导体封装的第一个趋势是加强布线，包括用于降低阻抗/寄生效果，强化薄片上的散热的晶片级技术。 厚铜、金或铝的引线接合、带状/削波接合和功率优化芯片尺寸封装( csp )也提高了芯片和外部电极之间的电阻连接效率。 下图是包装技术的发展。

电源封装集成路线图

关于功率模块本身，功率电子器件以一定的功能组合进行封装。 毫不夸张地说，是包装技术。 早期的电源模块在一个封装中集成了多个家用流体/整流器，提供了更高的额定功率。 过去30年的重大突破，使今天的模块能够与功率半导体进行传感、驱动

许多企业正在积极开发新的工艺技术。 例如，安森美半导体开发了自己的trench3工艺的新一代mosfet产品，可以用于台式机、笔记本电脑、上网本等应用，提高了能效和交换性能，减小了裸芯片的尺寸

未来几年，安森美半导体将经历氮化镓( gan )晶片生产工艺、gan器件集成工艺、gan制造工艺、gan封装工艺、绝缘硅晶片生产工艺、接触/隔离沟槽工艺模块、低电感封装、低电感封装 然后利用封装技术实现产品创新，以更薄的封装、更低的占用面积实现更高的i/o密度，提高封装的热效率和工作温度范围，各封装的裸芯片尺寸选择也在增加。 此外，安森美半导体将通过更薄、直径更大的晶片和铜线夹降低材料价格。