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Erfolgreich entwickelte inländische Hochvolt- und Crimp-Chips und -geräte mit großer Kapazität
In letzter Zeit erteilte die staatliche Vermögenswerte, die Überwachungs- und Verwaltungskommission des Staatsrats des Staatsrats den "empfohlenen Katalog der wissenschaftlichen und technologischen Innovationserreichungen von zentralen Unternehmen (2020 Ausgabe)" an die gesamte Gesellschaft ausgestellt, einschließlich der elektronischen Kernkomponenten, der Schlüsselkomponenten, Analyse und Tests Instrumente und High-End-Geräte, darunter 8 Felder und 178 wissenschaftliche und technologische Innovationsleistungen. . Der von dem Global Energy Internet Research Institute CO., Ltd (nachstehend als gemeinsame Forschungsinstitut entwickelte Module von 3300 Volt (V) igulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) und Module (im Folgenden als gemeinsames Forschungsinstitut) sind eindrucksvoll aufgelistet. Nach 4 Jahren brach das Forschungsteam des Gemeinsamen Forschungsinstituts durch die technischen Engpässe, die die Entwicklung von häuslichen Hochvolt-IGBTs, wie schlechter Robustheit und geringer Zuverlässigkeit, eingeschränkt und das fremde Technologie-Monopol brach.
Zuvor verabschiedete das nationale Key-R & D-Projekt "Schlüsseltechnologie und -anwendung des kundenspezifischen Ultra-High-Power-IGBT für flexible DC-Übertragungsgeräte Crimping" des Teams die umfassende Leistungsbewertung, die vom Ministerium für Industrie- und Informationstechnologie organisiert wurde. Das Projekt entwickelte unabhängig voneinander 4500 V / 3000A-Niedrigspannungsabfall- und 3300V / 3000A-High-Deaktivierungskapazitäts-IGBT-Geräte, die den Anforderungen flexibler DC-Übertragungsgeräte erfüllen, die das Problem des Fehlens an Hochvolt- und Großkapazitätscrimpen gelöst haben Geben Sie IGBT-Chips und -geräte ein.
Beinhaltet mehrere Verbindungen, die gemeinsame Forschung aus mehreren Branchen erfordern
Der Entwicklungszyklus von Hochspannungs-IGBT-Chips und -vorrichtungen ist lang, mit Materialien, Chip-Design, Chip-Technologie, Geräteverpackungen und -tests und erfordert eine disziplinäre Integration und eine kollaborative Entwicklung mit mehreren Industrie.
"Derzeit gibt es vier wichtigste technische Engpässe in der Entwicklung von Hochspannungs-IGBT-Geräten für Energiesystemanwendungen. Eine ist die Herstellungstechnologie von Substratmaterialien mit hoher spezifischer Substrat für Hochspannungschips. Die Dotierungsgleichmäßigkeit und Stabilität großer Wafer sind schwierig, den Hochspannungsanforderungen zu erfüllen. Die Entwicklungsbedürfnisse von IGBT und FRD-Chip; zweiter, das Fehlen der wichtigsten Prozessfunktionen für Hochvolt-Chips sowie das Fehlen von High-End-Prozessverarbeitungsfunktionen, um die Chipleistung zu verbessern, die nicht entsprechen kann Verarbeitungsbedürfnisse von Hochspannungs-IGBT-Chips für Stromsysteme; Drittens, das Verpackungsdesignsystem und die Prozessfunktionen sind schwierig, Hochspannungsgeräte-Verpackungsanforderungen zu erfüllen, insbesondere der Geräteverpackung vom Crimp-Typ, die unzureichende Forschung in Verpackungs-Isolationssystemen, Multi-Chip Parallele aktuelle Tausch- und Druckausgleichskontrolle; Viertens sind die Gesamtzuverlässigkeit und Robustheit der Hochspannungs-IGBT-Geräte weit hinter ausländischen Fortgeschrittenen. Es wurde nicht von der langfristigen Anwendung von Energiesystemgeräten und -technik überprüft. "Wu Junmin, Direktor des Power Semiconductor Research Institute des Gemeinsamen Forschungsinstituts, sagte täglich in einem Interview mit einem Reporter aus der Wissenschaft und Technologie.
Die IGBT-Chipgröße ist klein, Mikrostruktur ist komplex, und es gibt viele Struktur- und Prozessparameter, die die Chipleistung beeinträchtigen. Gleichzeitig werden IGBT-Chip-On-Zustand-Spannungsabfälle, Ausschaltverluste und Überströmungsabschaltfunktionen gegenseitig eingeschränkt. Die umfassende Optimierung zwischen den drei ist dabei, Schlüsselprobleme anzugehen. Die schwierigste Technologie, um durchzusetzen.
Wird auf offshore flexible DC-Übertragung und andere Felder erweitert
"Mit technischen Schwierigkeiten konfrontiert sich das Forschungsteam des Gemeinschaftsforschungsinstituts ein Jugend-Commando-Team, das eine Kombination aus theoretischer Analyse, Simulationsdesign und experimenteller Überprüfung verwendete, um das Design der Vorderzellenstruktur und der Rückenpufferschichtstruktur der IGBT-Chip und entwickeln Sie Trägerverbesserungsschlüsseltechnologien wie Schicht, Rückenpufferschicht und ultradicke Polyimidpassivierung und entwickelte schließlich einen hohen Umschaltungskapazitäts-IGBT-Chip für Leistungssystemanwendungen, das den Ein- und Zustandsabfall erreichte, Verluste und Überstromabschaltung des IGBT-Chips. Die umfassende Optimierung der Bruchkapazität, die Gesamtleistung hat die internationale fortgeschrittene Ebene erreicht. " Sagte Wu Junmin.
Der Projektleiterin und der stellvertretende Direktor des Instituts für Leistungshalbleiter des Gemeinschaftsforschungsinstituts, Jin Rui, erzählten den Reporter von Wissenschaft und Technologie täglich, dass das Team in Bezug auf die Chip-Technologie das technische Problem der Backside-Laserglühen-Gleichmäßigkeitskontrolle überwunden hat; Die Auswirkungen der Backside-Pufferschicht dotieren auf Chip-Eigenschaften, die das Gesetz beeinflussen, wird ein dreidimensionaler lokaler Trägerlebensdauersteuerungsverfahren vorgeschlagen. Im Vergleich zu ähnlichen Produkten der Welt hat die Gesamtleistung des Chips den internationalen fortgeschrittenen Niveau erreicht.
"In Bezug auf die Crimp-Verpackungstechnologie, basierend auf der Toleranzkompensationstechnologie von mehreren Disc-Federkomponenten in Serien, schlug das Team eine elastische Crimpverpackungsstruktur vor, die für parallele IGBT-Chips geeignet ist, die durch die Druckausgleichssteuerungstechnologie von leistungsstarken parallelen IGBT-Chips bricht ., Realisierte das Crimpen und Verpacken von Hunderten von Chips parallel; Kombinieren der Merkmale des Verpackungsprozesses und der Eigenschaften des Isoliermaterials, der Packungsisolierungsspalt, der Verpackungs-Isolationsmaterialparameter und der Einfluss der Verpackungsprozessparameter auf die Isolierung Grad der Vorrichtung wurde erhalten, und die Crimpverpackungsstruktur wurde vorgeschlagen. Das Paketisolationsschema des Unternehmens hat den Vergiftungsprozess der verteilten Klebstoffeinspritzung und der periodischen Entgasung beherrscht; es hat die zerstörungsfreien Hochspannungstest- und Siebmethoden von gemeistert vier Ebenen: Waferebene, Chipebene, Untereinheit-Ebene und Geräteebene. Gerät- und Gerätetest- und -s-Screening-Geräte unterstützen die Entwicklung von Crimpverpackungsgeräten. "Jin Rui sagte.
Jin Rui sagte, dass in Zukunft selbst entwickelte Hochspannungs-IGBT-Chips und Module in der Zukunft gefördert und auf offshore flexible DC-Übertragung, einheitliche Leistungsflussregler und andere Felder aufgetragen werden, um den Bau von "doppelten hohen" Stromsystemen zu unterstützen und dem Ziel von "Kohlenstoffspitzen- und Kohlenstoffneutralität"
Zuvor verabschiedete das nationale Key-R & D-Projekt "Schlüsseltechnologie und -anwendung des kundenspezifischen Ultra-High-Power-IGBT für flexible DC-Übertragungsgeräte Crimping" des Teams die umfassende Leistungsbewertung, die vom Ministerium für Industrie- und Informationstechnologie organisiert wurde. Das Projekt entwickelte unabhängig voneinander 4500 V / 3000A-Niedrigspannungsabfall- und 3300V / 3000A-High-Deaktivierungskapazitäts-IGBT-Geräte, die den Anforderungen flexibler DC-Übertragungsgeräte erfüllen, die das Problem des Fehlens an Hochvolt- und Großkapazitätscrimpen gelöst haben Geben Sie IGBT-Chips und -geräte ein.
Beinhaltet mehrere Verbindungen, die gemeinsame Forschung aus mehreren Branchen erfordern
Der Entwicklungszyklus von Hochspannungs-IGBT-Chips und -vorrichtungen ist lang, mit Materialien, Chip-Design, Chip-Technologie, Geräteverpackungen und -tests und erfordert eine disziplinäre Integration und eine kollaborative Entwicklung mit mehreren Industrie.
"Derzeit gibt es vier wichtigste technische Engpässe in der Entwicklung von Hochspannungs-IGBT-Geräten für Energiesystemanwendungen. Eine ist die Herstellungstechnologie von Substratmaterialien mit hoher spezifischer Substrat für Hochspannungschips. Die Dotierungsgleichmäßigkeit und Stabilität großer Wafer sind schwierig, den Hochspannungsanforderungen zu erfüllen. Die Entwicklungsbedürfnisse von IGBT und FRD-Chip; zweiter, das Fehlen der wichtigsten Prozessfunktionen für Hochvolt-Chips sowie das Fehlen von High-End-Prozessverarbeitungsfunktionen, um die Chipleistung zu verbessern, die nicht entsprechen kann Verarbeitungsbedürfnisse von Hochspannungs-IGBT-Chips für Stromsysteme; Drittens, das Verpackungsdesignsystem und die Prozessfunktionen sind schwierig, Hochspannungsgeräte-Verpackungsanforderungen zu erfüllen, insbesondere der Geräteverpackung vom Crimp-Typ, die unzureichende Forschung in Verpackungs-Isolationssystemen, Multi-Chip Parallele aktuelle Tausch- und Druckausgleichskontrolle; Viertens sind die Gesamtzuverlässigkeit und Robustheit der Hochspannungs-IGBT-Geräte weit hinter ausländischen Fortgeschrittenen. Es wurde nicht von der langfristigen Anwendung von Energiesystemgeräten und -technik überprüft. "Wu Junmin, Direktor des Power Semiconductor Research Institute des Gemeinsamen Forschungsinstituts, sagte täglich in einem Interview mit einem Reporter aus der Wissenschaft und Technologie.
Die IGBT-Chipgröße ist klein, Mikrostruktur ist komplex, und es gibt viele Struktur- und Prozessparameter, die die Chipleistung beeinträchtigen. Gleichzeitig werden IGBT-Chip-On-Zustand-Spannungsabfälle, Ausschaltverluste und Überströmungsabschaltfunktionen gegenseitig eingeschränkt. Die umfassende Optimierung zwischen den drei ist dabei, Schlüsselprobleme anzugehen. Die schwierigste Technologie, um durchzusetzen.
Wird auf offshore flexible DC-Übertragung und andere Felder erweitert
"Mit technischen Schwierigkeiten konfrontiert sich das Forschungsteam des Gemeinschaftsforschungsinstituts ein Jugend-Commando-Team, das eine Kombination aus theoretischer Analyse, Simulationsdesign und experimenteller Überprüfung verwendete, um das Design der Vorderzellenstruktur und der Rückenpufferschichtstruktur der IGBT-Chip und entwickeln Sie Trägerverbesserungsschlüsseltechnologien wie Schicht, Rückenpufferschicht und ultradicke Polyimidpassivierung und entwickelte schließlich einen hohen Umschaltungskapazitäts-IGBT-Chip für Leistungssystemanwendungen, das den Ein- und Zustandsabfall erreichte, Verluste und Überstromabschaltung des IGBT-Chips. Die umfassende Optimierung der Bruchkapazität, die Gesamtleistung hat die internationale fortgeschrittene Ebene erreicht. " Sagte Wu Junmin.
Der Projektleiterin und der stellvertretende Direktor des Instituts für Leistungshalbleiter des Gemeinschaftsforschungsinstituts, Jin Rui, erzählten den Reporter von Wissenschaft und Technologie täglich, dass das Team in Bezug auf die Chip-Technologie das technische Problem der Backside-Laserglühen-Gleichmäßigkeitskontrolle überwunden hat; Die Auswirkungen der Backside-Pufferschicht dotieren auf Chip-Eigenschaften, die das Gesetz beeinflussen, wird ein dreidimensionaler lokaler Trägerlebensdauersteuerungsverfahren vorgeschlagen. Im Vergleich zu ähnlichen Produkten der Welt hat die Gesamtleistung des Chips den internationalen fortgeschrittenen Niveau erreicht.
"In Bezug auf die Crimp-Verpackungstechnologie, basierend auf der Toleranzkompensationstechnologie von mehreren Disc-Federkomponenten in Serien, schlug das Team eine elastische Crimpverpackungsstruktur vor, die für parallele IGBT-Chips geeignet ist, die durch die Druckausgleichssteuerungstechnologie von leistungsstarken parallelen IGBT-Chips bricht ., Realisierte das Crimpen und Verpacken von Hunderten von Chips parallel; Kombinieren der Merkmale des Verpackungsprozesses und der Eigenschaften des Isoliermaterials, der Packungsisolierungsspalt, der Verpackungs-Isolationsmaterialparameter und der Einfluss der Verpackungsprozessparameter auf die Isolierung Grad der Vorrichtung wurde erhalten, und die Crimpverpackungsstruktur wurde vorgeschlagen. Das Paketisolationsschema des Unternehmens hat den Vergiftungsprozess der verteilten Klebstoffeinspritzung und der periodischen Entgasung beherrscht; es hat die zerstörungsfreien Hochspannungstest- und Siebmethoden von gemeistert vier Ebenen: Waferebene, Chipebene, Untereinheit-Ebene und Geräteebene. Gerät- und Gerätetest- und -s-Screening-Geräte unterstützen die Entwicklung von Crimpverpackungsgeräten. "Jin Rui sagte.
Jin Rui sagte, dass in Zukunft selbst entwickelte Hochspannungs-IGBT-Chips und Module in der Zukunft gefördert und auf offshore flexible DC-Übertragung, einheitliche Leistungsflussregler und andere Felder aufgetragen werden, um den Bau von "doppelten hohen" Stromsystemen zu unterstützen und dem Ziel von "Kohlenstoffspitzen- und Kohlenstoffneutralität"