Nyheter
Framgångsrikt utvecklad inhemsk högspänning och storkapacitet krympning IGBT-chips och enheter
Nyligen utfärdade de statligt ägda tillgångarnas övervaknings- och förvaltningskommission från statsrådet den "rekommenderade katalogen för vetenskapliga och tekniska innovationsprestationer från Central Enterprises (2020 Edition)" till hela samhället, inklusive kärnelektroniska komponenter, nyckelkomponenter, analys och testning Instrument och avancerad utrustning, inklusive 8 fält och 178 vetenskapliga och tekniska innovationsprestationer. . Den 3300 volt (v) Isolerade grindbipolära transistorn (IGBT) -flis och moduler som utvecklats av Global Energy Internet Research Institute Co., Ltd. (nedan kallad Gemensamma forskningsinstitutet) är imponerande. Efter 4 år bröt forskningsgruppen för det gemensamma forskningsinstitutet genom de tekniska flaskhalsarna som begränsade utvecklingen av inhemska högspännings-IGBT, såsom dålig robusthet och låg tillförlitlighet och bröt det utländska teknologimonopolet.
Tidigare har National Key FoU-projektet "TEY Technology and Application of Customized Ultra-High Power IGBT för flexibel DC-överföringsutrustning Crimping" ledd av laget den omfattande prestationsutvärderingen som organiserades av ministeriet för industri- och informationsteknik. Projektet utvecklade självständigt 4500V / 3000A lågt på statens spänningsfall och 3300V / 3000A hög avstängda kapacitet IGBT-enheter som uppfyller kraven för flexibel DC-överföringsutrustning, som löste problemet med bristen på högspänning och storkapacitetskruka Skriv IGBT-chips och enheter.
Involverar flera länkar, vilket kräver gemensam forskning från flera industrier
Utvecklingscykeln för högspänning IGBT-chips och enheter är långa, involverar material, chipdesign, chipteknik, enhetsförpackning och testning, och kräver tvärvetenskaplig integration och samarbetsutveckling med flera industrier.
"För närvarande finns det fyra huvudsakliga tekniska flaskhalsar i utvecklingen av högspännings-IGBT-enheter för strömförsörjningsapplikationer. En är förberedelsetekniken för substratmaterial med hög resistivitet för högspänningschips. Dopningsenheten och stabiliteten hos storstorleken är svåra att uppfylla högspänningsbehovet. IGBT- och frd-chiputvecklingsbehov; För det andra, bristen på nyckelprocessfunktioner för högspänningschips och bristen på high-end processbehandlingsmöjligheter för att förbättra chipprestanda, som inte kan uppfylla Bearbetningsbehov av högspännings IGBT-chips för kraftsystem; För det tredje är förpackningsdesignsystemet och processmöjligheterna svåra att uppfylla krav på högspänning, speciellt crimp-typ-förpackning, har otillräcklig forskning i förpackningsisoleringssystem, multi-chip Parallell nuvarande delning och tryckutjämningskontroll; fjärde, är den övergripande tillförlitligheten och robustheten hos högspänningar IGBT-enheter långt bakom utländska avancerade nivåer. Det har inte verifierats av den långsiktiga tillämpningen av maktsystemutrustning och teknik. "Wu Junmin, chef för Power Semiconductor Research Institute of the Joint Forskningsinstitut, sade i en intervju med en reporter från vetenskap och teknik dagligen.
IGBT-chipstorlek är liten, mikrostruktur är komplex, och det finns många struktur- och processparametrar som påverkar chipprestanda. Samtidigt är IGBT-chip på statens spänningsfall, avstängningsförlust och överströms avstängningsförmåga ömsesidigt begränsade. Den omfattande optimeringen mellan de tre är i färd med att hantera nyckelproblem. Den svåraste tekniken att bryta igenom.
Kommer att utökas till offshore flexibel DC-överföring och andra fält
"Mot bakgrund av tekniska svårigheter etablerade forskningsgruppen i det gemensamma forskningsinstitutet ett ungdomskommando-team, som använde en kombination av teoretisk analys, simuleringsdesign och experimentell verifiering för att optimera utformningen av den främre cellstrukturen och bakbuffertskiktstrukturen hos IGBT-chip och utveckla bärarförbättringsteknologier som lager, bakbuffertskikt och ultratjockt polyimidpassivation, och slutligen utvecklat ett högt avstängningsförmåga IGBT-chip för kraftsystemapplikationer, vilket uppnådde den on-state spänningsfallet, vändning Av förlust och överströms avstängning av IGBT-chipet. Den övergripande optimering av brytkapaciteten har den övergripande prestandan nått den internationella avancerade nivån. " Wu Junmin sa.
Projektledare och biträdande direktör för institutet för krafthalvledare i det gemensamma forskningsinstitutet, Jin Rui, berättade för reportern av vetenskap och teknik dagligen att i fråga om chipteknik har laget övervinna det tekniska problemet med backside laserglödgningsenhetskontroll; Mastered effekterna av bakre buffertskiktet dopning på chipegenskaper som påverkar lagen, en tredimensionell lokal bärarmekanisk kontrollmetod. Jämfört med liknande produkter i världen har chipets övergripande prestanda nått den internationella avancerade nivån.
"När det gäller Crimp-förpackningsteknik, baserat på toleranskompensationstekniken för flera skivfjäderkomponenter i serie, föreslog laget en elastisk krympförpackningsstruktur som var lämplig för parallella IGBT-chips, vilket bröt igenom tryckutjämningsstyrningstekniken för storskaliga parallella IGBT-chips ., Insåg krympning och förpackning av hundratals chips parallellt; kombinera egenskaperna hos förpackningsprocessen och egenskaperna hos det isolerande materialet, förpackningsisoleringsklyftan, parametrarna för förpackningsisoleringsmaterial och påverkan av förpackningsprocessparametrarna på isoleringen Nivån på anordningen erhölls och krympförpackningsstrukturen föreslogs. Förpackningssystemets förpackningssystem har behärskat pottningsprocessen för distribuerad liminjektion och periodisk avgasning; den har behärskat den högspännings icke-destruktiva test- och screeningsmetoderna för Fyra nivåer: wafer nivå, chip nivå, sub-enhet nivå, och enhetsnivå. Enhet och enhetstestning och screeningsutrustning stöder utvecklingen av Crimp-förpackningsenheter. "Jin Rui sa.
Jin Rui sade att i framtiden kommer den självutvecklade högspänningen IGBT-chips och moduler att främjas och appliceras på offshore-flexibla DC-överföring, enhetliga strömflödesregulatorer och andra fält för att stödja konstruktionen av "dubbla höga" kraftsystem och hjälpa till Målet med "koltopp och koldioxidneutralitet"
Tidigare har National Key FoU-projektet "TEY Technology and Application of Customized Ultra-High Power IGBT för flexibel DC-överföringsutrustning Crimping" ledd av laget den omfattande prestationsutvärderingen som organiserades av ministeriet för industri- och informationsteknik. Projektet utvecklade självständigt 4500V / 3000A lågt på statens spänningsfall och 3300V / 3000A hög avstängda kapacitet IGBT-enheter som uppfyller kraven för flexibel DC-överföringsutrustning, som löste problemet med bristen på högspänning och storkapacitetskruka Skriv IGBT-chips och enheter.
Involverar flera länkar, vilket kräver gemensam forskning från flera industrier
Utvecklingscykeln för högspänning IGBT-chips och enheter är långa, involverar material, chipdesign, chipteknik, enhetsförpackning och testning, och kräver tvärvetenskaplig integration och samarbetsutveckling med flera industrier.
"För närvarande finns det fyra huvudsakliga tekniska flaskhalsar i utvecklingen av högspännings-IGBT-enheter för strömförsörjningsapplikationer. En är förberedelsetekniken för substratmaterial med hög resistivitet för högspänningschips. Dopningsenheten och stabiliteten hos storstorleken är svåra att uppfylla högspänningsbehovet. IGBT- och frd-chiputvecklingsbehov; För det andra, bristen på nyckelprocessfunktioner för högspänningschips och bristen på high-end processbehandlingsmöjligheter för att förbättra chipprestanda, som inte kan uppfylla Bearbetningsbehov av högspännings IGBT-chips för kraftsystem; För det tredje är förpackningsdesignsystemet och processmöjligheterna svåra att uppfylla krav på högspänning, speciellt crimp-typ-förpackning, har otillräcklig forskning i förpackningsisoleringssystem, multi-chip Parallell nuvarande delning och tryckutjämningskontroll; fjärde, är den övergripande tillförlitligheten och robustheten hos högspänningar IGBT-enheter långt bakom utländska avancerade nivåer. Det har inte verifierats av den långsiktiga tillämpningen av maktsystemutrustning och teknik. "Wu Junmin, chef för Power Semiconductor Research Institute of the Joint Forskningsinstitut, sade i en intervju med en reporter från vetenskap och teknik dagligen.
IGBT-chipstorlek är liten, mikrostruktur är komplex, och det finns många struktur- och processparametrar som påverkar chipprestanda. Samtidigt är IGBT-chip på statens spänningsfall, avstängningsförlust och överströms avstängningsförmåga ömsesidigt begränsade. Den omfattande optimeringen mellan de tre är i färd med att hantera nyckelproblem. Den svåraste tekniken att bryta igenom.
Kommer att utökas till offshore flexibel DC-överföring och andra fält
"Mot bakgrund av tekniska svårigheter etablerade forskningsgruppen i det gemensamma forskningsinstitutet ett ungdomskommando-team, som använde en kombination av teoretisk analys, simuleringsdesign och experimentell verifiering för att optimera utformningen av den främre cellstrukturen och bakbuffertskiktstrukturen hos IGBT-chip och utveckla bärarförbättringsteknologier som lager, bakbuffertskikt och ultratjockt polyimidpassivation, och slutligen utvecklat ett högt avstängningsförmåga IGBT-chip för kraftsystemapplikationer, vilket uppnådde den on-state spänningsfallet, vändning Av förlust och överströms avstängning av IGBT-chipet. Den övergripande optimering av brytkapaciteten har den övergripande prestandan nått den internationella avancerade nivån. " Wu Junmin sa.
Projektledare och biträdande direktör för institutet för krafthalvledare i det gemensamma forskningsinstitutet, Jin Rui, berättade för reportern av vetenskap och teknik dagligen att i fråga om chipteknik har laget övervinna det tekniska problemet med backside laserglödgningsenhetskontroll; Mastered effekterna av bakre buffertskiktet dopning på chipegenskaper som påverkar lagen, en tredimensionell lokal bärarmekanisk kontrollmetod. Jämfört med liknande produkter i världen har chipets övergripande prestanda nått den internationella avancerade nivån.
"När det gäller Crimp-förpackningsteknik, baserat på toleranskompensationstekniken för flera skivfjäderkomponenter i serie, föreslog laget en elastisk krympförpackningsstruktur som var lämplig för parallella IGBT-chips, vilket bröt igenom tryckutjämningsstyrningstekniken för storskaliga parallella IGBT-chips ., Insåg krympning och förpackning av hundratals chips parallellt; kombinera egenskaperna hos förpackningsprocessen och egenskaperna hos det isolerande materialet, förpackningsisoleringsklyftan, parametrarna för förpackningsisoleringsmaterial och påverkan av förpackningsprocessparametrarna på isoleringen Nivån på anordningen erhölls och krympförpackningsstrukturen föreslogs. Förpackningssystemets förpackningssystem har behärskat pottningsprocessen för distribuerad liminjektion och periodisk avgasning; den har behärskat den högspännings icke-destruktiva test- och screeningsmetoderna för Fyra nivåer: wafer nivå, chip nivå, sub-enhet nivå, och enhetsnivå. Enhet och enhetstestning och screeningsutrustning stöder utvecklingen av Crimp-förpackningsenheter. "Jin Rui sa.
Jin Rui sade att i framtiden kommer den självutvecklade högspänningen IGBT-chips och moduler att främjas och appliceras på offshore-flexibla DC-överföring, enhetliga strömflödesregulatorer och andra fält för att stödja konstruktionen av "dubbla höga" kraftsystem och hjälpa till Målet med "koltopp och koldioxidneutralitet"