日前,忱芯科技向理想汽车交付了一台Edison系列SiC功率半导体模块动态测试系统,用于理想汽车新一代车规级SiC功率半导体模块的试制线生产。
早在今年5月,理想汽车即官宣联手国内SiC功率半导体龙头企业三安半导体重磅布局车规级SiC功率半导体产业链,由双方共同出资组建斯科半导体,专注于SiC车规级芯片与功率模块的研发及生产。
理想汽车和三安半导体合作的大背景,是势不可挡的新能源汽车垂直整合的大潮,完成从芯片、模块、三电和终端造车的完整产业链。不仅解决芯片卡脖子问题,同时,通过掌握核心部件的定制化能力,实现关键核心部件自主可控,建立技术和产品领先优势,有效确保量产稳定供应,打造更高技术壁垒的终端产品。
忱芯科技此次交付的EDISON Advance系列自动化车规级SiC功率半导体模块动态特性测试系统产品,在实现业内极致低杂感 (测试功率回路杂感小于7nH, 计及自动化工装的测试功率回路总杂感小于13nH)、高精度的同时,通过自动化装置实现了试制线生产测试功能,可以满足客户在大规模量产前的小批量试产要求,精准测试器件常规和极限性能,还不失测试效率。此外,通过自研高速SiC固态保护开关,在小于2us的极短时间内实现系统过流保护,革命性地提升了测试系统在SiC功率模块各种失效模式下测试的可靠性。
忱芯科技EDISON系列产品获得众多新能源车企与SiC IDM行业头部企业认可的基石在于,设备的研发总框架以SiC高频电力电子应用思维为导向,真正实现驾驭SiC功率器件的高速开关特性,实现高精准、高可靠、全范围的特性表征,助力客户测得可靠、真实数据,缩短SiC功率模块产品的研发和迭代周期,降低研发成本,加快上车速度。
由于半导体材料特性的区别,SiC功率器件相较于Si基功率器件的栅极可靠性更具挑战,SiC/SiO2的界面态密度远高于 Si/SiO2,界面态电荷陷阱在器件开启和关断的过程中俘获和释放载流子,使得 SiC MOSFET 阈值电压发生漂移,该现象远比 Si 功率器件严重。
传统的静态 HTGB、H3TRB 试验并不足以全面研究SiC MOSFET器件的栅极可靠性,尤其是对于具有迟滞效应的 SiC MOSFET 器件。现有的国内外 HTGB、H3TRB 测试系统只能进行直流应力测试,通过检测漏电流来评估器件是否失效,检测量不够(尤其是缺少阈值电压检测),无法满足SiC MOSFET栅极和漏极参数永久性漂移的可靠性测试要求。
因此全球SiC 功率半导体器件头部企业如Infineon、Wolfspeed、Onsemi等都采用了模拟实际应用工况下栅极开关运行条件的动态 HTGB、H3TRB 试验,通过监测实际应用栅极开关运行条件下的参数变化,研究交流偏压温度不稳定性(AC BTI)的失效机制。英飞凌基于高温动态HTGB 、H3TRB可靠性测试,已经推出了最新一代的SiC MOSFET M1H, 提高了器件稳定性,并最大限度降低了高频使用寿命内的阈值电压漂移的影响。SiC MOSFE高温动态HTGB 、H3TRB可靠性测试已纳入JEDEC测试标准。
目前,忱芯科技已率先开展技术攻坚,推出业内首台SiC MOSFET高温动态可靠性测试系统,实现可调频率(交流动态应力频率高达500kHz),可调正负驱动电压与占空比、多器件高温(175oC~200oC)、高速、高精度SiC MOSFET HTGB 、H3TRB动态可靠性测试,提高面向新能源高频电力电子应用的SiC MOSFET器件可靠性。该设备不日将交付国内SiC功率半导体龙头企业投产使用。