瑞薩電子（Renesas Electronics）宣布開發新一代矽絕緣柵雙極電晶體（Si-IGBT），以提供低功率損耗且小型的封裝。針對新一代電動汽車（EV）逆變器的AE5 IGBT將於2023年上半年開始在瑞薩位於日本那珂市工廠的200和300毫米產線上生產。此外，為了滿足對功率半導體產品不斷增長的需求，瑞薩位於日本甲府市工廠新的300毫米功率半導體產線，也將從2024年上半年開始量產。

瑞薩開發新一代Si-IGBT，以提供低功率損耗且小型的封裝。瑞薩甲府工廠的新300mm產線將生產新的電源產品

與目前的AE4 IGBT產品相比，AE5製程可降低10%功率損耗，有助於EV開發人員減少電池消耗並增加行駛里程。此外，新產品體積約縮小10%，同時保持高穩健性。瑞薩的新元件通過平衡低功率損耗和穩健性，實現了高水準的IGBT性能。另外，新的IGBT最大限度地減少IGBT之間的參數變化，為並聯運作時提供更高的穩定性，顯著提高模組的性能和安全性。這些特點為工程師設計高性能的小型逆變器提供了更大的靈活性。

瑞薩電源系統業務部副總裁小西 勝也表示：「隨著EV的普及，對車用功率半導體的需求迅速增加。瑞薩的IGBT提供高可靠且強健的電源解決方案，這些解決方案基於我們過去這七年來在車規級電源產品的製造經驗。隨著最新元件即將量產，我們將為未來快速成長的中階EV逆變器提供最佳功能和性價比。」

在EV中，驅動車輛的馬達由逆變器控制，而IGBT等切換元件對於最小化EV的功耗至關重要，因為逆變器將直流電轉換為電動汽車馬達所需的交流電。為了協助開發人員，瑞薩提供xEV逆變器參考解決方案，這是可直接使用的硬體參考設計，結合IGBT、微控制器、電源管理IC（PMIC）、柵極驅動器IC和快速恢復二極體（FRD）。瑞薩亦提供xEV逆變器套件，為實際的硬體套件。

此外，瑞薩也有馬達參數校正工具和xEV逆變器應用模型和軟體，結合用於控制馬達的應用模型和範例軟體。這些工具和支援計畫都能幫助客戶簡化軟體開發工作。瑞薩預計將新一代IGBT添加到這些軟硬體開發套件中，以在更小的空間內實現更高的功率效率和性能。瑞薩現可提供750V耐壓（300A）樣品，之後將發表其他版本。

產品特色

● 針對400-800V逆變器的四種產品：750V耐壓（220A和300A）和1200V耐壓（150A和200A）。

● 在-40°C至175°C的接面溫度（Tj）範圍內提供穩定的性能。

● 導通電壓Vce（飽和電壓）為1.3V，這是最小化功率損耗的關鍵。

● 與傳統產品相比，電流密度提高10%，小晶片尺寸（100mm²/300A）針對低功耗和高輸入電阻進行了最佳化。

● 將VGE（off）的參數變化降低至±0.5V，實現穩定的並聯運作。

● 保持反向偏置安全工作區（RBSOA），在175°C接面溫度下最大Ic電流脈衝為600A，在400V下具有4μs的高度穩健短路耐受時間。

● 柵極電阻（Rg）的溫度依賴性降低50%。這最大限度地減少高溫下的切換損耗、低溫下的尖峰電壓和短路耐受時間，支援高性能設計。

● 可提供裸晶（晶圓）。

● 能夠降低逆變器功率損耗，在相同電流密度下與目前的AE4製程相比，效能提高6%，進而使EV能夠行駛更遠的距離及使用更少的電池。