众所周知,IGBT是英国威廉希尔公司科技产品EPS应急电源和SPS岸电电源的核心部件,但又有多少人对该部件有深一步的了解呢,以下本公司向各位阐述一下该部件国内的发展近况:目前,世界各大功率半导体公司对IGBT的研究步伐和技术革新日益加快,IGBT芯片的设计与生产厂家有英飞凌(Infineon)、 ABB、三菱(Mitsubishi Electric)、Dynex(中国南车,CSR)、IXYS Corporation、International Rectifier、Powerex、Philips、Motorola、Fuji Electric、Hitachi、Toshiba等,主要集中在欧、美、日等国家。国内在IGBT技术研究和产业化方面尚处于起步阶段,作为全球最大的IGBT应用市场,IGBT模块主要依赖进口。近年来,在国家宏观政策的引导和组织下,国内企业通过各种途径在IGBT芯片、模块等领域已经取得很多可喜的进展,中国南车通过并购英国Dynex半导体,充分利用欧洲丰富的技术资源,成立功率半导体海外研发中心,迅速掌握了先进的1200V-6500V IGBT芯片设计、工艺制造及模块封装技术,并且在株洲建设了一条先进的8英寸IGBT芯片及其封装生产线,并于2014年初实现IGBT芯片量产。
IGBT的工艺水平也在不断提升,许多先进工艺技术,如离子注入、精细光刻等被应用到IGBT制造上。IGBT芯片制造过程中的最小特征尺寸已由5um,到3um,到1um,甚至达到亚微米的水平。采用精细制造工艺可以大幅提高功率密度,同时可以降低结深,减小高温扩散工艺,从而使采用12英寸甚至更大尺寸的硅片来制造IGBT成为可能。随着薄片与超薄片加工工艺的发展,英飞凌在8英寸硅片上制造了厚度只有40um的芯片样品,不久的未来有望实现产品化应用。
随着IGBT芯片技术的不断发展,芯片的最高工作结温与功率密度不断提高,IGBT模块技术也要与之相适应。未来IGBT模块技术还将围绕芯片背面焊接固定与正面电极互连两方面不断改进,有望将无焊接、无引线键合及无衬板/基板等先进封装理念及技术结合起来,将芯片的上下表面均通过烧结或压接来实现固定及电极互连,同时在模块内部集成更多其他功能元件,如温度传感器、电流传感器及驱动电路等,不断提高IGBT模块的功率密度、集成度及智能度。