明古微半导体
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碳化硅功率器件+电驱方案
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国产碳化硅 就找明古微
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9 月 24-26 日,2025 上海 PCIM 展在新国际博览中心落下帷幕。260 余家全球领军企业同台竞技,全面展示从SiC/GaN晶圆、AMB基板到车规级功率模块的最新技术、新产品,其中包括英飞凌、安森美、安世、博世、东芝、美蓓亚、富士电机、三菱电机、PI、中电国基、中车、方正微、宏微、华润微、爱仕特、瞻芯、基本半导体、迈来芯、南瑞半导体、太阳诱电、威世、英诺赛科、扬杰、飞仕得等。今天主要针对国外功率器件厂商及部分国内新产品进行精选展示(排名不分先后,国内碳化硅功率器件厂商超过150家,就不一一例举)【结尾有结论彩蛋,可直接拉到底】

1 英飞凌 Infineon


3)2300V/3300V XHP™2 CoolSiC™碳化硅模块:产品覆盖2300 V/600 A / 3300 V/400A,采用XHP™2低杂感封装,4-6 kV绝缘,XT烧结技术,主要应用固态变压器、中频电源、750 V/1500 V直流牵引,10×功率密度、10×循环能力。



5)750V 5nHSiC塑封模块:集成新一代塑封半桥模块SSC,覆盖750V和1200V电压等级,电流覆盖350Arms-750Arms,模块杂散电感<5nH,集成CoolSiCImGen3,可拓展GaN,兼容不同散热系统设计。

6)750VIGBT半桥塑封模块:750V EDT3 IGBT芯片,低损耗,更高功率密度;集成式片上温度传感器设计,精确反馈芯片结温;300~450Arms输出能力;外部绝缘膜设计,优化系统成本;可靠的三相全桥应用方案。

7)IDPAK封装分立功率器件:750V和1200V兼容焊接与烧结工艺需求,具有兼容性CoolSiC产品封装尺寸,Rds(on)低至1.9mΩ,内部绝缘、可扩展性进一步优化系统成本与方案。


英飞凌的策略是“电压段全覆盖+封装/IPM化”,帮客户把SiC从光伏、储能一路用到轨交、压缩机,降低系统级门槛。
2 三菱电机 Mitsubishi Electric

2)混合SiC SLIMDIP™:15 A/600 V,一颗SiC MOSFET+一颗Si RC-IGBT并联,单IC驱动,主要用于成本敏感型客户,低功率用SiC降低损耗,大电流自动切到IGBT,比全SiC便宜≈20%,是“过渡型”折中方案。

3)J3系列EV SiC模块:1200 V/600-800 A,六合一,直接水冷基板,内部集成NTC,主要用于纯电主驱逆变器,三菱宣称比现有IGBT模块损耗↓40%,体积↓30%,已拿到日系整车2026款订单。

4)J3系列固态继电器(开发中):1300V单向/双向继电器,比传统机械继电器响应、更快速、寿命更长,采用SiCMOS技术。

三菱用“家电兼容封装+混合SiC”策略,先把SiC塞进空调;再用J3系列卡位2026-2027年EV主驱“全SiC”换机潮。
3 富士电机 Fuji Electric
低调但“全线车规”,首次展出750 V/1200 V Hybrid-SiC“2-in-1”
M660、M675、M682、M688系列:6.5*6.5 SiC MOS晶圆,虽然晶圆面积过大可能结晶缺陷影响良率,但功率密度可以得到有效提升。
750 V Hybrid-SiC 2-in-1,750 V/450 A,第六代IGBT+SiC SBD并联,低杂感母线设计,主要用于48 V轻混、A0级纯电辅驱,用SiC二极管“零反向恢复”把IGBT开通损耗砍掉≈25%,成本接近纯IGBT,适合中低端EV。

1200 V Full-SiC模块,1200 V/600 A,纳米银烧结+铜线键合,目标175 °C结温,主要用于纯电主驱、高速空压机,富士把原本工业级“X系列”工艺直接车规化,循环寿命≥5万次,对标英飞凌XHP™2。

富士的打法是“车规先行+Hybrid过渡”,给客户提供“同样封装、三档价位(IGBT→Hybrid→Full-SiC)”平滑升级路线。

4 美蓓亚 MinebeaMitsumi(原日立功率器件)
美蓓亚三美株式会社是成立于 1951 年 7 月 16 日的日本首家微型轴承制造商,总部位于日本东京都港区。1961 年 10 月,公司在东京证券交易所上市;1981 年 10 月,更名为美蓓亚株式会社;2017 年 1 月,全资收购三美株式会社后,集团总公司更名为美蓓亚三美株式会社。(2024 年 5 月 2 日,美蓓亚三美宣布完成对日立制作所旗下子公司日立功率器件的全部股份收购,使其成为 100% 控股子公司)
针对新能源车市场推出了 VX 系列和 TX 系列车载 IGBT 产品:VX 系列具有小巧的体积、更高的功率密度和可靠性;TX 系列则具有低损耗、高功率循环能力和设计可拓展性,满足了不同车型对电机驱动系统的多样化需求,同时还展示了铜烧结技术的产品。


5 赛米控丹佛斯 Semikron-Danfoss

赛米控丹佛斯的SEMITRANS®20是为大功率应用和高速开关工作场景设计的,是应用在下一代大型转换器的功率模块的代表产品。

1)2000V SiC模块(ROHM SiC MOS晶圆技术);采用抗宇宙射线加固设计,可在极端环境中稳定运行超10万小时,较传统硅器件寿命提升3倍;其内置栅极电阻技术,使模块并联驱动损耗降低40%;全球首个通过IEC 60747-17认证的1500V功率组件;工作频率可达20KHZ;无铜底板+弹簧连接技术,优化热管理性能,解决高电压场景下的散热难题;1500V直流应用,模块化扩展能力:支持7.36MWDC/AC输出与6MW DC/DC扩展,适配光伏、储能及制氢等多场景。
2)MiniSKiiP1/P2/P3、SEMITOP E1/E2:应对不同场景、不同功率段的电动驱动。

3)eMPack® 3-level功率模块:1200V最大输出功率可实现500kW,最大输出电流可实现600Ams。采用双面烧结(DSS)封装工艺以及DPD技术可实现低热阻,低封装杂散电感。采用三电平拓扑结构,常见的有 T 型三电平和 I 型三电平。相对于两电平拓扑,三电平多了一个中性点,输出电压波形更接近正弦波,可降低电流 THD,还能在一定程度上降低器件的耐压需求,提升效率、功率密度和改善 EMC。

eMPack® 功率模块平台涵盖 400V 和 800V 电池系统应用,可采用硅 IGBT 和碳化硅 MOSFET 技术,有 750V/1200V 兼容封装,可提供高达 900Arms 的电流,功率范围从 100kW 到 750kW。
低杂散电感:采用柔性层连接的 DC 端子叠层结构,有效降低直流回路杂散电感,如 eMPack M 的杂散电感低于 3.5nH,可提升系统效率。优化热阻:运用全烧结芯片直压技术(DPD),热阻很低,强化了模块的出流能力。高功率密度:内部连接采用激光焊接工艺,大幅提升了功率密度。高可靠性:采用双面烧结封装技术,实现了汽车级的可靠性。
4)eMPack® M 功率模块:

尺寸紧凑:eMPack® M 的尺寸为 135.3mm x 95.8mm,体积小巧,能够满足乘用车对空间紧凑的要求。
低杂散电感:采用柔性层连接的 DC 端子叠层结构,其杂散电感低于 3.5nH,可有效提升系统效率。多种芯片方案:提供 1200V/750V SiC 及 750V IGBT 多芯片方案,出流能力达 550Arms,能够满足不同客户的需求。高功率密度:内部 Power Hybrid 尺寸较标准版缩小 35%,功率密度进一步提升,可在有限的空间内实现更高的功率输出。冷却方式灵活:冷却底板可选铜 Pinfin、铝密闭水道等配置,客户可根据实际应用场景选择合适的冷却方式。
5)SEMIPACK 1.6/2.0功率模块:采用成熟的引线框架、芯片焊接在 DCB 上以及铜底板的构造方式,20 毫米宽的模块采用铜基板,提升热扩散性能的同时,提供坚固的安装表面。其 “混合” 设计采用强化塑料外壳包裹基板,既提供安装压力,又简化了基板几何形状,使芯片下方散热器的有效接触面积大幅增加。

热阻优化:双极半导体芯片下方的材料堆叠结构大幅简化,使芯片到基板的热阻(Rth (j-c))显著降低,较上一代降低 46%。壳体到散热器热阻(Rth (c-s))较前代降低 35%,典型值达 0.09K/W。结构轻量化:基板尺寸缩小,铜材用量减少,模块总重量从 95 克降至 75 克,减重 18%。电流能力提升:在环境温度为 85℃时,双二极管封装的平均正向电流可达 143A,晶闸管封装的平均正向电流为 145A,均处于市场领先水平。浪涌电流能力可达 2210A(在 130℃时)。电压规格:标配 1600V 反向阻断电压,还将提供 1800V 规格的器件。
应用领域:可配置为非控型、半控型、全控型整流,广泛应用于电机驱动、UPS 系统和过程控制等领域。
6)DCMTM 1000X 功率模块:DCM 系列中针对高电压应用的一款车规级功率模块,主要面向混合动力汽车、插电式混合动力汽车和纯电动汽车等领域。

电压与电流等级:DCMTM 1000X 系列采用了最新一代的 750V 和 1200V SiC 及 750V IGBT 芯片方案,其直流链路电压最高可达 1000V,符合 IEC 60664-1 绝缘协调标准,电流能力可以扩展到 800Arms。
低杂散电感设计:以 DCM1000X 的 660A/1200V 产品为例,模块顶部布置了三个直流端子,底部集中了交流端子以及包括门驱动和温度传感在内的所有信号引脚。三个 DC 端子的独特设计将功率换向回路自然地分成两个对称部分,配合优化的内部布局,最终实现了低至 6.5nH 的模块杂散电感。
集成电流传感器:赛米控丹佛斯与 LEM 合作,将 LEM 的纳米电流传感器嵌入到 DCMTM 1000X 平台中。该传感器尺寸比市场上其他基于磁芯的电流传感器缩小了 60%,具有高精度、出色的外部磁场抗扰度、高带宽和高信噪比等特点,响应时间低于 3μs,且能满足 800V 电池系统的所有隔离要求。
冷却技术:采用荣获专利的 ShowerPower®3D 冷却技术,功率模块的基板设计了迂曲通道以引导冷却剂,产生强有力的涡流效应冲刷边界层,从而最大限度地提高冷却效率,压降很低。
安装与封装:通过夹紧支架将模块安装到冷却器,可在功率模块的每边固定两个 M4 螺钉或只有一个 M5 螺钉,对于典型的六合一模块设计,螺钉总数可减少到 4 个。模块采用传递模塑封装,电源和信号引线从外壳侧面引出,在封装的顶部和栅极驱动板之间提供了空白空间,便于传感器等部件的集成。
6 博世 Bosch
1)嵌入式的功率模块:采用的PP内绝缘方案。采用 12 个嵌入式半桥模块,每个模块内含 4 颗 SiC MOSFET 芯片,合计 48 颗。碳化硅(SiC)晶体管作为逆变器核心,相比传统硅晶体管,具有更高耐温性、更低半导体电容及导通电阻,杂散电感仅为 1.1nH。同时,采用创新的预封装工艺,将碳化硅晶体管两两一对直接封装在陶瓷基板上,这种预封装可以灵活地嵌入到传统的 PCB 中(据了解计划2027年量产)。


3D 打印的铜散热器和水道系统:首次将铜用于 3D 打印工艺来制造散热部件,结合 3D 打印的灵活性与铜的优异导热性,优化散热效果。水冷系统采用 3D 打印的铝材,引导水流经一个并联的冷却部件,系统每分钟以 10 升冷却液的流量运行,压力损失仅为 150 毫巴。
新型直流母线电容器:采用基于 PolyCharge NanoLam 技术的特殊直流链电容器,其功率密度是传统聚丙烯电容器的两倍多,使逆变器结构更为紧凑。
2)PM6功率模块:采用博世自研第二代沟槽型 SiC 技术,单位面积导通电阻相较上一代降低 30%,短路鲁棒性进一步提升,支持 400V/800V 系统平台。其峰值电流输出为 460V(系统层级)/750V(芯片层级)时最高 800ARMS,920V(系统层级)/1200V(芯片层级)时最高 600ARMS。

独特的功率端子连接设计,结合先进的激光焊接技术,大幅降低功率回路寄生电感。信号连接器设计可灵活调整引脚选项,兼容 press - fit 和 solder pin,赋予系统用户更多设计空间。采用行业领先的转模塑封工艺,内部独特的三明治结构减少了模块尺寸,采用热膨胀系数匹配的材料组合,结合芯片双面银烧结技术,极大提升了功率模块可靠性,增加了模块使用寿命。其对称的电气布局和芯片之间的低杂感抑制了高频振荡,使模块内寄生电感达到行业领先水平,ESL<4nH,减少了功率回路与门极回路之间的磁耦合,赋予模块优异的动态开关特性,帮助系统提高开关频率,降低开关损耗,实现更高功率密度。PM6 能够帮助客户实现高效率的逆变器设计,峰值效率超过 99%,WLTP 行驶里程提升多达 6%,有助于降低新能源汽车整车成本。此外,PM6 还支持灵活的散热器设计选项,可根据用户特定要求进行定制。
3)CSL SiC功率模块:CSL 模块采用小尺寸壳封灌胶技术,外形尺寸仅为 158mm×84mm,体积小巧,有利于在汽车内部有限的空间内进行安装和布局。

高电流承载能力:该模块为全桥碳化硅功率模块,其800V母线电压下,电流范围可覆盖410-500Arms。400V母线电压下,电流范围可覆盖640-800Arms,能够满足牵引逆变器等高压大电流场景的需求。
高可靠性:采用银烧结芯片连接工艺,持续工作耐温为 175°C,具有良好的热稳定性和可靠性。同时,其杂散电感低于 6nH,可有效降低开关损耗和电磁干扰。一个桥臂上,不同芯片温度差可控制在3摄氏度以内。
双沟道技术:博世 CSL 功率模块基于其双沟道 trench 栅极 MOSFET 技术,该技术通过在沟槽两侧设置双电子沟道,使沟道电阻减半,显著提升了功率密度,并降低了芯片面积与成本。
7 安森美 ON

安森美基于M3e EliteSiC™技术的最新功率模块可实现超高功率密度,适用于主驱逆变器应用,其晶胞间距相比 M1 系列缩小了超过 60%。低于4nH的杂散电感、配合M3e EliteSiC技术可实现1.4mΩ的内阻、同时支持螺丝与压接两种便捷安装方式。其主要特点:低损耗:采用平面架构,独特的设计使其导通损耗相比前几代产品降低了 30%,关断损耗最多可降低 50%。超低导通电阻和抗短路能力:能提供超低的导通电阻,其中 1200V M3e 裸片可使同等尺寸主驱逆变器的输出功率提升约 20%,或在保持输出功率不变的情况下,减少约 20% 的 SiC 材料使用量。主要产品类型有:
1)裸芯:NCS025M3E120NF06X:采用无封装的 5x5mm 裸芯形式,方便用户进行自定义模块设计,其具有同类产品中较低的导通电阻,典型值为 11.0mΩ。

2)B2S 模块:采用可烧结的半桥结构,具备低于 4nH 的杂散电感,支持螺丝与压接两种安装方式。搭配的隔离式栅极驱动器 NCV51755,支持 15A 峰值电流,满足 ISO-26262 ASIL-D 功能安全等级。
3)B6S 模块:是集成散热器的 6 - pack 模块,基于 1200V SiC M3e 技术,能为牵引逆变器等应用提供更高的功率集成度。

5)SiC Combo JFET 的固态电子断路器:型号 UG4SC075005L8S 为例,它将一个 750V 的 SiC JFET 和一个低压 Si MOSFET 集成在单个 TOLL 封装中。其具有超低导通电阻,25°C 时为 5mΩ,175°C 时为 12.2mΩ,具备常关特性,工作温度最高可达 175°C,具有高脉冲电流能力和短路耐受能力。可独立控制 MOS 管和 JFET 的栅极,实现对开关 dV/dt 的精确调控,简化多个 JFET 并联使用,显著节省电路板空间,是固态断路器的理想解决方案。

安森美的 SiC 器件相较于传统硅器件,在相同额定电压和导通电阻条件下,尺寸可以缩小多达十倍,开关速度至少快 100 倍,并且可以在高达两倍以上的峰值温度下工作。其 1200V 的 EliteSiC 功率模块导通电阻低至 1.7mΩ,这些模块在单个封装中集成了两到六个 SiC MOSFET,通过烧结芯片技术,在高功率水平下也能提供可靠的性能,可在故障发生时快速而安全地 “跳闸”,阻止电流流动。
安森美的电子断路器可应用于电源单元(PSU)、AI 数据中心机架的下游高压 DC-DC 转换器、固态断路器(SSCB)、电动汽车电池断开和浪涌保护等场景,能够为高压用电安全提供硬核保障。
8 罗姆 Rohm

TRCDRIVE pack™是一款新型二合一 SiC 塑封型模块,专为 300kW 以下电动汽车牵引逆变器和高功率 DC-DC 转换器设计。

高电流密度:该模块搭载了低导通电阻的第 4 代 SiC MOSFET,实现了业界超高电流密度 19.1Arms/cm²(BST780D12P4A163)。对于耐压 750V 的产品,输出电流可达 600Arms 以上,即使是 1200V 的产品,最高也可达到相当于 600Arms 的输出电流。
低电感设计:通过优化电流路径与双层布线结构,模块电感降至 5.7nH,可有效降低开关损耗,提升系统效率。
顶部 Press fit pin 连接:模块顶部配备了 “Press fit pin” 方式的控制用信号引脚,只需从顶部按压栅极驱动电路板即可完成连接,极大地简化了安装过程,使模块的整体尺寸减少 28%。
单面高散热性封装:采用自有的封装型模块结构,以小型、单面散热实现了与双面散热模块相同的性能,有助于逆变器的小型化。
9 爱仕特 AST
国内最早进入碳化硅行业的功率器件厂商,目前已经完成碳化硅全产业布局,SiC模块种类超过150款。
1)3300V 80A TO247单管:ASC80N3300MT4 是一款国产为数不多已量产的3300V SiC MOS。

高温稳定性:能够在 - 55°C 至 175°C 的宽温度范围内稳定运行,适用于各种复杂的环境条件,提高了应用的灵活性。高可靠性:TO-247-4 封装设计使得器件具有更高的爬电距离和间隙、更高的直流母线电压,提供了更高的过压保护裕量,减少了因电压突波导致的损坏风险,同时具有良好的散热性与防潮性,可保证器件在高负载、高频率开关条件以及潮湿环境下的稳定运行,延长使用寿命。
2)1200V 1800A SiC半桥模块:内阻达到0.9mΩ,杂散电感14nH,据悉在欧洲航空客户实现量产。

3)1200V超低杂感SiC模块:具有2.5nH超低杂散电感,具有耐久、安全的性能优势,能够在各种复杂的工作环境下稳定运行。在技术上达到国际领先水平的同时,性价比超越国内外同类产品,为用户提供了更加经济高效的选择。

超低杂散电感:采用前沿的封装技术和精密的三相全桥设计,内部集成高性能的 1200V 碳化硅 MOSFET 与高精度热敏电阻,杂散电感低至 2.5nH,确保了电流路径的极致优化与高速开关的精准控制。
高工作电压和频率:工作电压范围覆盖 900V 至 1000V,支持高达 30kHz 的工作频率,输出功率可突破 300kW 大关,展现了卓越的电气性能与强大的负载能力。
10 基本半导体 Basic

2)L3封装工业级碳化硅MOSFET模块
基本半导体独有封装形式,超低导通电阻,高温Rds(on)表现优异,高开关响应速率,采用高性能Si3N4 AMB陶瓷基板,可靠性出色铜底板结构,便于安装和增强散热。

说明:还有很多优秀的厂商,如ST、中电国基、华润微、芯聚能、芯联集成、中车、方正微等,受时间关系,未到场学习,故未列入此文中!
【彩蛋】核心总结:通过此次PCIM展,全球各厂商功率器件技术展示,呈现出未来碳化硅功率模块几个方向:
1、对体积要求更小,出流能力更大,除了对封装材料、工艺要求以外,更多的需要提升单颗晶圆的功率密度,同时功率器件厂商还需要为终端用户提供系统的散热解决方案。
2、塑封模块未来将成为主流,在可靠性,安装条件等多方面情况都有望超过传统灌胶模块。
3、嵌入PCB模块的设计将成为未来的趋势,但2~3年内很难量产,处于概念阶段。
4、各大厂商为了优化产品性能,都开发独有封装形式,国内厂商如果没有深度绑定终端用户,这将是一条漫长的路。国际厂商除英飞凌、安森美、罗姆等以外,难以推动行业成为主流(没有用户愿意当白老鼠)。
5、随着国产碳化硅内卷趋势,目前已完成超结MOS的大部分替代,下一个替代的将是IGBT,未来2~3年内将会出现硅基MOS、IGBT、SiC三分天下的格局,而且会渗透到各个应用场景。但预计超过50%国产功率器件厂商难以等到这一天的到来(找准属于自己的赛道、竞争力,先活下来)
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