高度集成的IGBT點火模塊給汽車電子半導體廠家帶來的首要挑戰是熱管理。伴隨著汽車復雜性增加而出現的潛在應用或產品故障,IGBT需要具有更強的容錯性或自我保護功能。而隨著新興應用對硅片容量和功率的需求不斷提高,所有功率器件都會產生熱量,為了減少熱量的產生,要采用具有較低傳導損耗或開關損耗的器件。
除了熱管理之外,汽車引擎在燃燒的過程中會發生震動,這些高頻震動的頻率很高,乘客通常無法察覺,但是,任何機械或電氣連接都能夠感知到。因此,首先要改善功率半導體器件的連接工藝,特別是IGBT功率模塊。對汽車點火IGBT的可靠性和品質要求很高,通常要達到長于汽車本身的壽命。
隨著傳統的分立產品正被集成式模塊或多芯片器件所取代,以滿足減少熱量和占位面積的需求,為這些集成器件提供較高密度的封裝以實現更小的功耗是IGBT器件或模塊設計面臨的挑戰。
目前,采用專用點火IGBT實現的全引擎管理系統具有更加緊湊、精確和控制可靠的特點。點火系統從單一雙極達林頓晶體管演化成每個汽缸使用一個點火IGBT后,器件成本問題就開始凸顯出來。“改進IGBT的成本/性能比的方向是在相同電氣性能的前提下,減少硅片的面積和封裝體積,與此同時,增加系統的功能并改善性能。”
中國正在加大混合動力(包括油電混合與氣電混合動力)車的開發和市場推廣應用,據同濟大學汽車學院院長余卓平教授介紹,車用驅動電機和電子控制技術是節能環保汽車的關鍵技術。郭裕亮表示,混合電動汽車需要高電壓和大電流功率器件,這正是IGBT的主要應用。因此,也有望刺激IGBT市場持續穩定地增長。
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