下载文档原格式
0 摘要碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）作为宽禁带半导体单极型功率器件，具有频率高、耐压高、效率高等优势，在高压应用领域需求广泛，具有巨大的研究价值。
回顾了高压 SiC MOSFET 器件的发展历程和前沿技术进展，总结了进一步提高器件品质因数的元胞优化结构，介绍了针对高压器件的几种终端结构及其发展现状，对高压 SiC MOSFET 器件存在的瓶颈和挑战进行了讨论。
1 引言电力电子变换已经逐步进入高压、特高压领域，高压功率器件是制约变换器体积、功耗和效率的决定性因素。
特高压交直流输电、新能源并网、电动汽车等领域都对高电压等级功率器件有着更高的要求和需求。
目前，硅（Si）材料器件发展成熟、使用广泛、性能可靠，然而其较小的禁带宽度、击穿电场和热导率等特性大大制约了其在高功率、高电压和高频率下的应用。
SiC 作为宽禁带半导体之一，在人们的探索和研究中逐渐走进了功率器件的舞台，并凭借其比 Si 材料更高的禁带宽度、击穿场强和热导率等优良特性，打破了 Si 材料的极限，在高电压等级和大功率电能变换应用中体现出了较低的功率损耗、更高的开关频率等优越性能，具有极大的潜力。
在诸多开关器件中，高压 SiC MOSFET 器件是一种具有输入阻抗高、工作频率高、无拖尾电流等特点的单极型功率器件，相较于其他单 / 双极型开关器件具有以下优越性：其开关损耗低，易于提高功率模块整体效率；开关频率高，降低了电容电感体积，利于电力电子变换器的整体小型化；工作环境温度理论上可达 600 ℃，远超 Si 基器件，利于在高温环境下的应用。
加入三代半交流群，加VX：tuoke08。
随着 SiC 晶圆制造技术和栅氧工艺的日益成熟，已有不少国内外厂家正在或已经实现了 1.2 kV 等级器件的商品化。
目前，高压 SiC MOSFET 的单管击穿电压已经达到 15 kV。
高压 SiC MOSFET 的结构和技术存在着几个重要瓶颈：1）器件漂移区的导通电阻随电压等级相应增加，其他结构（沟道、JFET 区等）的存在进一步提高了总导通电阻；2）电压等级要求高，而终端保护技术的保护效率和终端面积之间存在矛盾；3）存在器件可靠性问题，工艺技术和结构设计严重影响器件的长期工作。
中车时代电气碳化硅器件项目通过科技成果鉴定
佚名
【期刊名称】《半导体信息》
【年(卷),期】2017(000)005
【摘要】日前,由中国科学院微电子研究所和株洲中车时代电气股份有限公司共同完成的＂高性能SiC SBD、MOSFET电力电子器件产品研制与应用验证＂项目科技成果鉴定会在北京顺利召开。
本次鉴定会由中国电子学会组织,西安电子科技大学的郝跃院士担任鉴定会主任.
【总页数】2页(P13-14)
【正文语种】中文
【中图分类】TN304.24
【相关文献】
1.陕建机SDR280旋挖钻机上市——CM2000铣刨机、SSD40A沥青碎石同步封层车项目科技成果鉴定会同期召开 [J],
2.中盐金坛公司“盐穴储气库建设关键技术研发及应用”项目通过科技成果鉴定[J],
3.清华大学和中车时代电气成功研制4500 V/5000 A IGCT-Plus器件 [J],
4.中车时代电气的制胜之道——专访株洲中车时代电气股份有限公司总经理助理湖南中车时代通信信号有限公司总经理方光华 [J], 曹卓娜;邓杰
5.“不锈钢油管工艺技术在压铸中的研究与应用”项目通过科技成果鉴定 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
2021年2月电工技术学报Vol.36 No. 4 第36卷第4期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Feb. 2021DOI: 10.19595/ki.1000-6753.tces.191758高压大电流（4 500V/600A）IGBT芯片研制刘国友1,2黄建伟1,3覃荣震1,3朱春林1,3（1. 新型功率半导体器件国家重点实验室株洲 4120012. 株洲中车时代电气股份有限公司株洲 4120013. 株洲中车时代半导体有限公司株洲 412001）摘要提高绝缘栅双极晶体管（IGBT）单芯片电流容量，对减小封装器件芯片并联数、简化封装结构、改善芯片均流至关重要。
该文基于高压、大电流、高可靠性IGBT应用需求，通过高压IGBT芯片坚强元胞设计及其协同控制技术实现了元胞之间的开关同步，通过光刻拼版技术解决大尺寸芯片的工艺制造，通过单芯片压接封装验证了大尺寸芯片设计及其性能，探索出一条大尺寸IGBT芯片设计、制造与验证的技术路径。
研究开发了全球第一片42mm×42mm大尺寸高压IGBT芯片，攻克了高压IGBT芯片内部大规模元胞集成及其均流控制的技术难题，首次实现了4 500V/600A单芯片功率容量，具备优良的动静态特性和更宽的安全工作区，并可以显著提高IGBT封装功率密度与可靠性。
关键词：大尺寸IGBT芯片电流容量均流压接中图分类号：TN433Development of Large Size IGBT Chip withHigh Power Capacity of 4 500V/600ALiu Guoyou1,2 Huang Jianwei1,3 Qin Rongzhen1,3 Zhu Chunlin1,3（1. State key Laboratory of Advanced Power Semiconductor Devices Zhuzhou 412001 China2. Zhuzhou CRRC Times Electric Co. Ltd Zhuzhou 412001 China3. Zhuzhou CRRC Times Semiconductor Co. Ltd Zhuzhou 412001 China）Abstract Increasing IGBT single-chip current capacity is essential for reducing the parallel number of packaged chips, simplifying the package architecture and improving the chip current sharing capability. According to the application requirements of high voltage, high current and high reliability for IGBT chips, this paper realized cell switching synchronization through robust cell design and its coordinated control, and solved the process manufacturing of large size chips through special photolithography technology. The single-chip press packaging was used to verify the design and performance of large size chips. A technical path for the design, manufacturing and verification of large size IGBT chips was explored. The world’s first 42mm×42mm large-size high-voltage IGBT chip with the power capacity of 4 500V/600A was developed. It has excellent dynamic and static characteristics,a wider safe operation area (SOA), and can significantly improve the packaging power density andreliability.Keywords：Large size IGBT chip, current capacity, current sharing, press pack收稿日期 2019-12-13 改稿日期 2020-02-20第36卷第4期刘国友等高压大电流（4 500V/600A）IGBT芯片研制 8110引言绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT）作为能量处理与控制的“CPU”，耐受电压高、电流容量大、驱动功率小、开关速度快、使用方便灵活，已成为电力电子装置的主流开关器件[1-2]。
封面文章COVER ARTICLE中车时代电气的制胜之道—专访株洲中车时代电气股份有限公司总经理助理湖南中车时代通信信号有限公司总经理方光华◎本刊记者曹卓娜特约通讯员邓杰年，株洲中车时代电气股份有限公司在香港联合交易所成功上市。
之后几乎每年的复合增长率都超过 20%;初上市时，公司营业规模只有10个亿 左右，现在已近150个亿，短短十年，翻了 15 倍。
10年，15倍。
时势，人为。
时势：过去十年是我国轨道交通行业大发 展的十年，这是难得的历史机遇。
人为：方光华有句话让《世界轨道交通》杂志记者印象深刻：“我们崇尚‘成事’的文 化，只要能把一件事情办成，可以突破很多固 有的条条框框，不必太拘泥于形式。
这里的人 比较玩命，为了把事情干成，除了原则上的，什么事都可以商量。
”方光华，株洲中车时代电气股份有限公司 (简称“中车时代电气”）总经理助理兼湖南 中车时代通信信号有限公司总经理（简称“中车时代通号”）。
立足“自主创新”扩大“技术版圍”1959年，中车时代电气的母公司一一中车 株洲电力机车研究所有限公司（简称“中车株 洲所”）成立。
“创立之初的主攻方向是轨道 交通的牵引系统，所以，牵引系统是中车时代 电气起家的最核4、的产业。
”方光华说。
从“追赶”到“引领”熟悉我国铁路发展史的人都知道，一百 多年前，随着西方列强的入侵，铁路被带入我 国。
随后，各个国家的势力争相在我国修建铁 路，致使我国铁路呈现“五花八门”的局面，标准不统一、制式也不相通。
加之自主技术的 落后，所以很长一段时间我国铁路发展缓慢，速度低。
这其中，影响的关键就是牵引系统。
为摆脱这一掣肘，1959年中车株洲所成立，开 始着手研究轨道交通牵引动力系统。
“我们一直坚持自主创新。
最开始的时候也引进法国、苏联的技术，但是经过消化、吸收、再创新，经过多年的攻关积累，如今，牵引系统已经成为我们自主创新的一个标杆。
”方光华表示。
他自信满满，“现在，我国铁路牵引系统技术水平已位居全球前列，即使跟西门子、阿尔斯通等世界顶级企业相比，也毫不逊色，甚至在某些方面还强过他们。
基于Fluent的散热器热仿真设计与试验验证
马雅青;闫家益;余军
【期刊名称】《机械工程师》
【年(卷),期】2022()2
【摘要】采用Fluent软件对用于绝缘栅双极型晶体管芯片(IGBT)的散热器进行流体热仿真分析及试验验证。
为了在设计阶段能够准确评估散热器性能,采用计算流
体力学原理,搭建数值模型。
研究了散热器在额定冷却液流速下入口与出口的压力
损失,通过对比发现与试验结果较为吻合,从而验证了数值模型的可靠性。
在此基础上,加入模块模型,输入芯片损耗,得出了每个IGBT模块的节点温度、散热器表面最
高温度,仿真结果显示均在设计范围之内,进而验证了散热器在热设计方面的可靠性。
【总页数】4页(P102-104)
【作者】马雅青;闫家益;余军
【作者单位】株洲中车时代电气伯明翰研发中心;株洲中车时代半导体有限公司【正文语种】中文
【中图分类】TK124
【相关文献】
1.基于Fluent的汽车散热器热耦合仿真
2.真空发电机断路器用散热器的设计和发
热仿真计算的试验验证3.基于Fluent的自然风冷管束散热器的仿真分析4.基于ICEPAK仿真的散热器结构热设计研究5.基于Fluent流场模拟的立式好氧堆肥反
应器设计及试验验证
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
顺为科技集团功率半导体模块项目落户湖南株洲
佚名
【期刊名称】《中国集成电路》
【年(卷),期】2024(33)1
【摘要】在株洲市石峰区举行顺为科技集团IGBT/SiC功率半导体模块项目签约仪式。
株洲市政协副主席、民革株洲市委主委、市行政审批局局长程轶辉,株洲中车时代半导体有限公司党总支书记、副总经理张龙燕出席并在现场见证,石峰区委副书记、区长石慧彬出席仪式并发表讲话,顺为科技集团董事长肖磊作项目介绍,区委常委、副区长刘宇主持签约仪式,区领导敬华兵、石峰区相关部门及顺为科技集团相关人员等参加签约仪式。
【总页数】1页(P69-69)
【正文语种】中文
【中图分类】F42
【相关文献】
1.飞兆半导体下一代单芯片功率模块系列满足2013ErPLot6待机功率法规要求
2.株洲大功率半导体器件产业规模年内有望达到50亿元
3.飞兆半导体下一代单芯片功率模块系列满足2013 ErP Lot 6待机功率法规要求
4.第3代半导体SiC功率模块研发及产业化项目开工
5.第三代半导体SiC功率模块研发及产业化项目开工
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
中车时代电气走创新路,构大格局
钟成
【期刊名称】《城市轨道交通》
【年(卷),期】2016(000)003
【摘要】<正>株洲中车时代电气股份有限公司是中国中车旗下股份制企业,其前身及母公司——中车株洲电力机车研究所有限公司创立于1959年。
2006年,时代电气在香港联交所上市。
2014年,营业收入首次跨越百亿元。
作为国际及国家标准制订者之一,牵引电气设备与系统领域城轨相关已经发布的国家标准共计44项、国际标准共计76项,行业标准2项,正在制修订的国家标准21项。
其中,时代电气主导制修订的国家标准
【总页数】2页(P48-,50)
【作者】钟成
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.中车时代电气列车智能运维平台FORESEE品牌发布 [J], 黄铖;
2.中车时代电气斩获“2019 年度优秀电控系统企业”等两项殊荣 [J], 佛向东
3.中车时代电气为非洲再添新动力 [J],
4.中车时代电气“机车3C装置”通过CRCC认证 [J], 黄鹏辉;王俊平;叶湘杰;田凯
5.中车时代电气的制胜之道——专访株洲中车时代电气股份有限公司总经理助理湖南中车时代通信信号有限公司总经理方光华 [J], 曹卓娜;邓杰
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电子设备在铁路机车车辆中的应用发布时间：2022-10-24T06:54:33.298Z 来源：《科学与技术》2022年第6月第12期作者：杨建国[导读] 伴随着科技发展水平的提高杨建国株洲中车时代电气股份有限公司，湖南株洲 412001摘要：伴随着科技发展水平的提高，铁路机车车辆的安全性和稳定性得到了很好的发展，特别是电子元器件在铁路机车中的大量应用，现代科技把人类的日常生活提高了一个维度，把机车的硬件、软件进行了整体的优化。
电子设备的可代替性和可控制性成为了制造铁路机车的复杂系统的不二之选，凭借着强大的可靠性和惊人的可控制功能，目的有两个，一个是用电子器件代替传统的机电器件，二是用具有运算能力的器件，帮助铁路机车实现复杂的控制功能。
提高铁路机车的安全性和稳定性，经济可靠。
变流器可以智慧的匹配电功率，减少了能量损耗，这意味着牵引技术大幅提高。
关键词：电子设备；高速铁路；技术1 电子设备的可靠性和和稳定性1.1 集成电路电子设备的可靠性是很高的，元器件不受外界环境影响，这就意味着整套机车系统的故障率会降低，故障率等于每小时工作产生的故障数，就拿晶体管来说，它的故障率为5×10的负八次方次每时，换算下来，大约四千年才出现一次故障，单独的电子元器件故障率非常低，而继电器和电位器因为有机械部件，可靠性就会大大降低，与单个工作电路可靠性相比，采用集成电路可靠性会非常高，集成电路的数字化程度高，原本的大规模的，大量的连线和元器件集成在了一小块硅板上，可靠性增加，还节省了空间，随着集成电路的不断发展，集成电路将会变得更智能更小巧，因此，集成电路的应用可以使铁路机车大大提高稳定性，还能降低故障率。
1.2 冗余技术任何一个部件都有固定的故障率和平均无故障工作时间，负载、壁垒层温度、还有工作方法都或多或少的影响着一个元器件的可靠性，系统的故障不能按照一个器件的故障率乘以器件个数求出来，可以利用冗余技术，这种技术也可以称它为储备技术，这是一种并联模型，就是通过增加后备设备，当现用的设备出现故障，立即启用备用设备，这样就能提高机车工作的可靠性，因为机车系统运行本来就很安全，后备设备就可以得到很好的保护，因此，冗余技术实用价值很高，应用十分普遍。
株洲南车时代电气股份有限公司电力电子事业部
佚名
【期刊名称】《电力电子》
【年(卷),期】2012(000)002
【摘要】公司介绍公司从1964年起开始大功率半导体器件的研发、制造，是我国最早研发大功率半导体器件技术的单位之一。
当前，公司大功率半导体器件技术水平已经跻身国际先进行列，市场占有率和影响力在国内处于领先地位。
【总页数】3页(P62-64)
【正文语种】中文
【中图分类】TN322.8
【相关文献】
1.让员工把安全成为习惯——记南车时代电气电力电子事业部Ⅱ线管芯一班 [J], 钟金玉
2.南车奋发振“芯”中国——访株洲南车时代电气股份有限公司电力电子事业部总经理吴煜东先生 [J],
3.技术内核驱动南车驶上发展快车道——访南车时代电气电力电子事业部总经理吴煜东先生 [J],
4.竞合之道强大中国逆变产业——访株洲南车时代电气股份有限公司新产业事业部总经理任其昌 [J],
5.中国的南车时代-株洲南车时代电气股份有限公司向美国超导公司订购了100套风机核心电力部件 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
