Tin tức

Phát triển thành công chip và thiết bị IGBT công suất lớn và công suất lớn trong nước

Gần đây, Ủy ban Quản lý và Giám sát tài sản Nhà nước của Hội đồng Nhà nước đã ban hành "thành tích đổi mới khoa học và công nghệ của các doanh nghiệp trung ương (phiên bản 2020)" cho toàn xã hội, bao gồm các linh kiện điện tử lõi, các thành phần chính, phân tích và thử nghiệm Dụng cụ và thiết bị cao cấp, bao gồm 8 lĩnh vực và 178 thành tích đổi mới khoa học và công nghệ. . Các chip và mô-đun và mô-đun IGBT) (IGBT) 3300 Volt (V) được phát triển bởi Công ty TNHH Nghiên cứu Internet Năng lượng toàn cầu (sau đây gọi là Viện nghiên cứu chung) được liệt kê ấn tượng. Sau 4 năm, nhóm nghiên cứu của Viện nghiên cứu chung đã vượt qua các tắc nghẽn kỹ thuật hạn chế sự phát triển của các IGBT điện áp cao trong nước, chẳng hạn như mạnh mẽ và độ tin cậy thấp, và phá vỡ độc quyền công nghệ nước ngoài.

Trước đây, dự án R & D quốc gia "Công nghệ chính và ứng dụng igbt công suất cực cao tùy chỉnh cho thiết bị truyền DC linh hoạt Crimping" dẫn đầu bởi nhóm đã vượt qua đánh giá hiệu suất toàn diện do Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin tổ chức. Dự án được phát triển độc lập 4500V / 3000A Các thiết bị IGBT giảm điện áp trong trạng thái thấp và 3300V / 3000A đáp ứng các yêu cầu của thiết bị truyền DC linh hoạt, giải quyết vấn đề thiếu điện áp cao và uốn công suất lớn Nhập chip và thiết bị IGBT.

Liên quan đến nhiều liên kết, yêu cầu nghiên cứu chung từ nhiều ngành công nghiệp

Chu trình phát triển của chip và thiết bị IGBT điện áp cao, dài liên quan đến vật liệu, thiết kế chip, công nghệ chip, bao bì và thử nghiệm thiết bị, và yêu cầu tích hợp kỷ luật chéo và phát triển hợp tác đa ngành.

"Hiện tại, có bốn nút thắt kỹ thuật chính trong việc phát triển các thiết bị IGBT điện áp cao cho các ứng dụng hệ thống điện. Một là công nghệ chuẩn bị vật liệu chứa điện kháng cao cho các chip điện áp cao. Độ đồng đều doping và sự ổn định của bánh quý cỡ lớn rất khó để đáp ứng các yêu cầu điện áp cao. Nhu cầu phát triển chip IGBT và FRD; thứ hai, thiếu khả năng xử lý chính cho chip điện áp cao và thiếu khả năng xử lý quy trình cao cấp để cải thiện hiệu suất chip, không thể đáp ứng nhu cầu xử lý của chip IGBT điện áp cao cho các hệ thống điện; thứ ba, hệ thống thiết kế bao bì và khả năng quy trình rất khó đáp ứng các thiết bị điện áp cao yêu cầu đóng gói, đặc biệt là bao bì thiết bị loại uốn, không đủ nghiên cứu trong hệ thống cách nhiệt đóng gói, đa chip Kiểm soát cân bằng và chia sẻ áp suất song song; Thứ tư, độ tin cậy và độ mạnh mẽ của các thiết bị IGBT điện áp cao là xa đằng sau các cấp độ nâng cao nước ngoài. Nó chưa được xác minh bởi ứng dụng dài hạn của thiết bị và kỹ thuật hệ thống điện. "Wu Junmin, giám đốc Viện nghiên cứu bán dẫn điện của Viện nghiên cứu chung, cho biết trong một cuộc phỏng vấn với một phóng viên từ khoa học và công nghệ hàng ngày.

Kích thước chip IGBT nhỏ, cấu trúc vi mô rất phức tạp và có nhiều thông số cấu trúc và xử lý ảnh hưởng đến hiệu suất chip. Đồng thời, chip IGBT giảm điện áp trên điện áp, mất tắt và khả năng tắt quá dòng được hạn chế lẫn nhau. Tối ưu hóa toàn diện giữa ba là trong quá trình giải quyết các vấn đề chính. Công nghệ khó khăn nhất để vượt qua.

Sẽ được mở rộng đến truyền dẫn DC linh hoạt ngoài khơi và các lĩnh vực khác

"Đối mặt với những khó khăn kỹ thuật, nhóm nghiên cứu của Viện nghiên cứu chung đã thành lập một đội đặc công của giới trẻ, đã sử dụng sự kết hợp giữa phân tích lý thuyết, thiết kế mô phỏng và xác minh thử nghiệm để tối ưu hóa thiết kế cấu trúc tế bào phía trước và cấu trúc lớp đệm phía sau của IGBT Chip và phát triển các công nghệ chính của nhà cung cấp dịch vụ như lớp, lớp đệm trở lại và thụ động polyimide siêu dày và cuối cùng đã phát triển khả năng tắt igbt chip cho các ứng dụng hệ thống điện, đạt được mức giảm điện áp tại trạng thái, rẽ Tắt lỗ và lần tắt hiện tại của chip IGBT. Tối ưu hóa toàn diện về khả năng phá vỡ, hiệu suất tổng thể đã đạt đến trình độ nâng cao quốc tế. " Wu Junmin nói.

Trưởng nhóm dự án và phó giám đốc Viện bán dẫn điện của Viện nghiên cứu chung, Jin Rui, nói với phóng viên khoa học và công nghệ hàng ngày rằng về mặt công nghệ chip, đội đã khắc phục vấn đề kỹ thuật của sự kiểm soát đồng nhất của laser ủ; Nắm vững tác động của lớp đệm mặt sau doping trên luật ảnh hưởng đến đặc điểm chip, một phương pháp kiểm soát tuổi thọ của hãng vận chuyển địa phương ba chiều được đề xuất. So với các sản phẩm tương tự trên thế giới, hiệu suất tổng thể của chip đã đạt đến mức tiên tiến quốc tế.

"Về công nghệ bao bì uốn, dựa trên công nghệ bù dung sai của nhiều thành phần lò xo đĩa nối tiếp, đội đã đề xuất một cấu trúc bao bì uốn đàn hồi phù hợp với chip IGBT song song, phá vỡ công nghệ kiểm soát cân bằng áp suất của chip IGBT song song quy mô lớn ., Nhận ra sự uốn cong và đóng gói của hàng trăm chip song song; kết hợp các đặc điểm của quá trình đóng gói và đặc điểm của vật liệu cách điện, khoảng cách cách nhiệt gói, các thông số vật liệu cách nhiệt bao bì và ảnh hưởng của các thông số quy trình đóng gói trên lớp cách nhiệt Mức độ của thiết bị đã thu được và cấu trúc bao bì uốn đã được đề xuất. Đề án cách nhiệt gói của công ty đã làm chủ quá trình ép bằng keo phân tán và khử khí định kỳ; nó đã làm chủ các phương pháp kiểm tra và sàng lọc không phá hủy điện áp cao của Bốn cấp độ: Cấp độ wafer, mức chip, cấp phụ, và cấp thiết bị. Thiết bị và kiểm tra thiết bị và thiết bị hỗ trợ sự phát triển của các thiết bị đóng gói uốn. Jin Jin Rui nói.

Jin Rui nói rằng trong tương lai, các chip và mô-đun IGBT điện áp cao tự phát phát phát triển và áp dụng cho truyền DC linh hoạt ngoài khơi, bộ điều khiển lưu lượng điện thống nhất và các trường khác để hỗ trợ xây dựng hệ thống điện "cao gấp đôi" và giúp Mục tiêu của "đỉnh carbon và carbon trung lập"