单模块支持70kW单相功率，英飞凌氮化镓产品模式再进化

电子发烧友网报道（文 / 吴子鹏）功率模块作为电力电子领域不可或缺的核心组件，承担着电能高效、稳定转换与控制的重任，尤其在对效能、稳定性和可靠性要求极高的场景中，发挥着关键作用。​

在功率模块的设计中，最常见的集成方式是将 IGBT、MOSFET 与驱动、保护电路整合，这一设计能显著提升系统效率并降低损耗。随着第三代半导体材料（SiC、GaN）的技术突破，在新能源汽车电驱系统、光伏逆变器、数据中心等高压高频应用场景中，集成第三代半导体的功率模块成为行业热门选择。为应对 AI 数据中心快速发展、电动汽车普及，以及全球数字化和再工业化趋势带来的电力需求挑战，英飞凌推出 EasyPACK™ CoolGaN™ 650V 晶体管模块，进一步扩充其氮化镓（GaN）功率产品矩阵。​

英飞凌EasyPACK™，图源：英飞凌

功率模块的特征优势和市场机会

功率模块广泛应用于电源、电机驱动、新能源等领域。根据功能与应用场景差异，可将其分为整流模块、逆变模块和开关模块。这三类模块在电能转换路径、核心器件和技术要求上各有特点，共同构建起电力电子系统的基础架构。
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整流模块作为电源系统的前端，核心功能是将交流电（AC）转换为直流电（DC）。其工作原理基于半导体器件的单向导电性，借助桥式整流电路实现电能方向的统一。依据应用需求，可细分为不可控整流（如二极管桥式整流）、半控整流（晶闸管 + 二极管组合）和全控整流（IGBT/MOSFET 全控器件）。
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逆变模块的核心功能是将直流电（DC）逆向转换为交流电（AC）。其通过 PWM（脉冲宽度调制）技术控制开关器件通断，生成特定频率和幅值的交流电，广泛应用于电机驱动、新能源发电等场景。在车载市场，基于 SiC 的逆变模块正逐步取代 IGBT 逆变模块；在新能源领域，并网友好型设计促使逆变模块集成电网阻抗自适应控制，支持虚拟同步机（VSG）功能，有效提升新能源并网稳定性。
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开关模块主要负责电能的通断控制与变换，应用场景涵盖 DC-DC 转换、变频调速、负载切换等。其通过高频开关动作（数万至兆赫兹级）实现能量传递与调节，是电源适配器、变频器、新能源汽车 OBC 等设备的核心部件。​

Yole Intelligence 发布的《Status of the Power Module Packaging Industry 2024》报告显示，全球功率模块市场将以 12% 的复合年增长率持续扩张，预计到 2029 年市场规模将达 160 亿美元。其中，电动汽车（xEV）成为推动市场增长的关键动力，预计到 2029 年将占据市场主导地位。此外，该报告还分析了智能功率模块（IPMs）的市场动向、基于宽禁带（WBG）技术的功率模块发展趋势，以及整体封装技术的演变方向。
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英飞凌推出 EasyPACK™ CoolGaN™ 功率模块

英飞凌 EasyPACK™ CoolGaN™ 650V 功率模块集成了该公司最新一代 CoolGaN™ 650V G5 晶体管，在性能和品质因数方面均有显著提升。
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CoolGaN™ 650V G5 晶体管具备诸多优异特性。其基于高性能 8 英寸内部铸造工艺，采用增强模式（电子模式），拥有超快的开关能力，有效提升了系统效率和功率密度。该晶体管具备出色的反向传导能力与卓越的换向坚固性，且无反向恢复电荷；常闭晶体管技术保障了运行安全，提升了系统效率和可靠性，使其在严苛条件下仍能保持稳定性能。英飞凌数据显示，CoolGaN™ 650V G5 晶体管产品输出电容能量（Eoss）减少 50%，漏源电荷（Qoss）和栅极电荷（Qg）均减少 60%。凭借这些特性，该产品在硬开关和软开关应用中均能实现更高效率，相比传统半导体技术，功率损耗可降低 20% - 60%。CoolGaN™ 650V G5 晶体管产品系列提供多种 RDS (on) 封装组合，目前已推出十种 RDS (on) 级产品，涵盖 ThinPAK 5x6、DFN 8x8、TOLL 和 TOLT 等多种 SMD 封装形式。​

EasyPACK™是英飞凌极为成功的产品形态，累计售出超 7,000 万个模块。这些模块采用不同芯片组，广泛应用于各类工业和汽车领域。在该封装中引入 CoolGaN™技术，进一步拓展了 GaN 的应用范围，而 GaN 的应用也将推动超高千瓦应用需求的增长。
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据英飞凌介绍，EasyPACK™ CoolGaN™模块单个模块可提供最高 70kW 的单相功率，能够支持具有扩展能力的紧凑型大功率系统。此外，该模块通过将英飞凌的.XT 互连技术与多种 CoolGaN™选项相结合，提升了性能和可靠性。随着.XT 技术在高性能衬底上的应用，热阻大幅降低，不仅提高了系统效率，还减少了冷却需求，使模块在严苛工作条件下仍能保持高功率密度和出色的循环稳健性。EasyPACK™ CoolGaN™模块支持多种拓扑结构和定制选项，可满足工业和能源领域的多样化应用需求。
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此前，英飞凌在 2025 财年第一季度财务报告中指出，2023 年全球功率器件和功率模块市场规模约为 357 亿美元，英飞凌位居市场首位。EasyPACK™ CoolGaN™ 650V 晶体管模块的推出，将进一步增强英飞凌功率模块的产品竞争力，助力其持续巩固在该细分领域的领先地位。