国星光电在热管理上的研究成果以及第三代半导体市场的探索-电子发烧友网

第三代半导体因其自身的优越性能，又适逢智能电子、新能源车、光伏等相关应用领域的蓬勃发展，使得其在功率器件与模块上的技术进步及产品渗透率正加快推进。以车用碳化硅（SiC）功率器件为例，随着越来越多车企开始在电驱系统中导入SiC，据TrendForce集邦咨询研究预测，2022年车用SiC功率器件市场规模将达到10.7亿美元，至2026年将攀升至39.4亿美元。

瞄准最前沿，抢占制高点。基于战略布局，国星光电立足自身产业经验与科技创新的优势，精工打造高可靠性第三代半导体功率器件与模块。近日，在2022集邦咨询第三代半导体前沿趋势研讨会上，国星光电研究院详细介绍了国星光电在热管理上的研究成果以及第三代半导体市场的探索，该主题研讨受到了行业和社会的广泛关注。

强化热学仿真，可靠性能精益求精

80%以上的电力电子元器件失效的根本原因是“热问题”，热管理在了解热的来源、去向、热传导的途径等方面起着重要作用。目前，行业大多数的热管理手段仍停留在传统的验证方式。国星光电主动采用数字化工具，通过利用热管理的数字化迭代验证方式，建立模型和验证仿真，在产品研发设计阶段进行数据化和虚拟化研发，全面优化模块设计同时保证封装可靠性，顺利打破传统科学研究的“实验试错”模式。如，国星光电在焊线工艺精益设计角度展开研究，对于导热系数或温升不同的情况下，研究不同应力效果作用在焊线的影响，最终选择最优的打线方式，以此形成工艺要求与标准。

目前，国星光电已成功将热管理的数字化迭代验证方式应用于芯片位置分布的热管理分析、共晶焊接空洞优化、新品开发的PDCA验证等环节，并实现快速定位热点，可提前发现可靠性失效问题，降低方案调整成本，提高效率，并实现多学科指引设计开发人员优化设计。

▲SiCMOSFET产品可靠性验证情况

强化应用导向，方案设计推陈出新

第三代半导体是国星光电前瞻布局的重要方向之一。近年来，国星光电积极拓展第三代半导体新赛道，为加快实现公司在半导体领域补链强链，日前，国星光电拟收购专业从事半导体分立器件及集成电路研究、开发、生产、销售的风华芯电，以强化自身实力巩固领先优势。另一方面，经过持续的技术创新和潜心研发，公司在第三代半导体领域已成功推出三大类产品线路，可为市场提供高品质、高可靠性，多样化的半导体封测业务支持。

SiC功率分立器件

2022 NATIONSTAR/

国星光电SiC功率分立器件已形成SiC-MOSFET及SiC-SBD两条拳头产品线，拥有TO-247封装、TO-220封装、TO-263封装、TO-252封装、DFN5*6五种封装结构，可在光伏逆变、储能、充电桩、大型驱动、UPS不间断电源等工业级领域得到应用，并正向车规领域靠拢。

值得一提的是，为提升SiC功率分立器件产品的可靠性，国星光电加大了对热固晶工艺的空洞研究、IOL应力可靠性研究、高功率密度与散热绝缘研究等，产品性能得到进一步升级。