新型SiC模塊，可將安裝面積減少一半

ROHM 是業(yè)內(nèi)首家量產(chǎn) SiC 功率元器件的公司，這些產(chǎn)品在工業(yè)、汽車、鐵路以及消費類電子產(chǎn)品等各種領(lǐng)域中被廣泛采用。羅姆在 SiC 功率元器件和模塊的開發(fā)領(lǐng)域處于先進(jìn)地位，這些器件和模塊在許多行業(yè)的應(yīng)用中都實現(xiàn)了更佳的節(jié)能效果。

2025 年 4 月 24 日，ROHM 宣布開發(fā)出用于電動汽車（xEV）車載充電器（OBC）的新型 SiC（碳化硅）模塊。采用高散熱封裝、低導(dǎo)通電阻的第四代 SiC MOSFET，其功率密度達(dá)到傳統(tǒng) DIP 模塊的 1.4 倍以上，公司宣稱其「達(dá)到業(yè)界頂級水平」。這使得安裝面積顯著減少。

2029，市場規(guī)模超過 900 億日元

在 xEV 中，為了延長行駛距離并提高充電速度，電池電壓變得越來越高，這需要提高 OBC 和 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的輸出。另一方面，市場要求模塊體積更小、重量更輕，需要技術(shù)突破來提高功率密度，這是實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵，而提高散熱性能則是實現(xiàn)這一目標(biāo)的障礙。

ROHM 表示，目前 OBC 的輸出功率范圍為 11kW，但 22kW 級的型號也正在陸續(xù)推出，尤其是在高端領(lǐng)域，預(yù)計其輸出功率還將繼續(xù)擴(kuò)大。目前，大多數(shù)配置都以 IGBT 和 SiC 等分立元件為中心，但 ROHM 解釋說，在需要更高功率密度的 22kW 級別中，模塊化將變得至關(guān)重要。通過克服上述技術(shù)挑戰(zhàn)并開發(fā)出具有「行業(yè)頂級」功率密度的新模塊，可以實現(xiàn)緊湊尺寸和高輸出，從而滿足市場需求。

OBC 的市場需求。來源：ROHM

據(jù)法國市場調(diào)查公司 Yole 集團(tuán)預(yù)測，到 2029 年，OBC 及 DC-DC 用 SiC 市場規(guī)模預(yù)計將增長至約 926 億日元。其中，僅 OBC 的銷售額就預(yù)計將擴(kuò)大至約 674 億日元。 ROHM 的目標(biāo)是讓其開發(fā)的新模塊成為事實上的標(biāo)準(zhǔn)，并擴(kuò)大其在該市場的份額。新模塊已經(jīng)獲得兩家一級制造商的設(shè)計認(rèn)可。

OBC 和 DC-DC 的 SiC 市場（圖右下）來源：ROHM

「業(yè)界領(lǐng)先的功率密度」

ROHM 現(xiàn)已開發(fā)出用于 OBC PFC 和 LLC 轉(zhuǎn)換器的「HSDIP20」4 合 1 和 6 合 1 配置 SiC 模壓型模塊。 HSDIP20 采用高散熱性能的絕緣基板，以抑制封裝產(chǎn)生的熱量。實際上，將 OBC 中常用的 PFC 電路（使用六個 SiC MOSFET）與六個頂部散熱分立元件和六合一 HSDIP20 配置進(jìn)行比較時，可以確認(rèn)在 35W 下運行時發(fā)熱量減少了 37％。

此外，ROHM 的第四代 SiC MOSFET 具有高散熱性能和低導(dǎo)通電阻，可以在小封裝內(nèi)處理大電流。所實現(xiàn)的功率密度是「業(yè)界領(lǐng)先的」（據(jù)該公司稱），是頂部加熱分立器件的三倍多，是競爭 DIP 型模塊的 1.4 倍多。

通過實現(xiàn)這種高功率密度，與使用分立元件時相比，OBC PFC 電路的安裝面積可以大幅減少約 52%。此外，典型的 OBC 電路配置（兩相全橋 PFC+LLC 轉(zhuǎn)換器）需要 14 個分立元件，但可以通過組合 3 個 HSDIP20 以 6in1 和 4in1 配置來配置，從而可以構(gòu)建簡單緊湊的電源電路。

減少貼裝面積的概述。來源：ROHM

HSDIP20 系列包括 6 個耐壓 750V 產(chǎn)品型號和 7 個耐壓 1200V 產(chǎn)品型號。樣品價格為每臺 15,000 日元（不含稅）。此外，還提供兩種類型的評估套件：一種用于雙脈沖測試，一種用于三相全橋測試。 HSDIP20 的主要對象雖然是 OBC 和 DC-DC，但在工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域的一次電路中，PFC、LLC 轉(zhuǎn)換器等功率轉(zhuǎn)換電路也被廣泛使用，因此可以說它無論在工業(yè)領(lǐng)域還是民生設(shè)備領(lǐng)域，都能為應(yīng)用的小型化做出貢獻(xiàn)。

ROHM 將于 2025 年 4 月開始量產(chǎn) HSDIP20，目前月產(chǎn)能為 10 萬臺。生產(chǎn)基地包括負(fù)責(zé)前端工序的 ROHM Apollo 筑后工廠（福岡縣筑后市）和 LAPIS 半導(dǎo)體宮崎工廠（宮崎縣宮崎市），以及負(fù)責(zé)后端工序的泰國 ROHM Integrated Systems。

展望未來，ROHM 計劃在 2025 年推出二合一 DIP 型模塊作為 OBC 用的 SiC 模塊，隨后在 2026 年推出易于自動化的表面貼裝型二合一產(chǎn)品，并從 2027 年開始推出內(nèi)置柵極驅(qū)動器的 SiC IPM，從而實現(xiàn)進(jìn)一步的小型化。ROHM 將不斷推出滿足市場需求的產(chǎn)品，增強 ROHM 的競爭力。