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Aug . 2024

英飛凌亮相2024 PCIM,以創新半導體解決方案推動低碳化和數位化

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8月28-30日,英飛凌亮相於深圳舉辦的“2024深圳國際電力元件、再生能源管理展覽會(以下簡稱PCIM Asia)”,圍繞著“數位低碳,共創未來”的品牌願景,展示了其涵蓋廣泛的矽(Si)、碳化矽(SiC)和氮化鎵(GaN)功率電子產品組合,其中多款應用於再生能源、電動交通、智慧家居的產品和解決方案首次亮相。


今年夏天,全球多出現超50度高溫,創歷史新高,氣候暖化趨勢日益嚴峻。因此,由傳統的化石能源向新能源轉換刻不容緩,半導體尤其是以SiC和GaN為代表的第三代半導體材料扮演重要角色。


此次PCIM,英飛凌共設立「綠色能源與工業」、 「高能效與智能家居」、 「電動交通與電動出行」三大主題展區,多維度、全方位地展示了其涵蓋電力電子全產業鏈的眾多創新產品、高能效解決方案和本土客戶應用案例。

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綠色能源與工業

在綠色能源與工業展區,英飛凌攜多款新品亮相,涵蓋最新的CoolSiC™ MOSFET G2,全新的4.5kV XHP™ 3 IGBT功率模組以及1200V CIPOS™ Maxi IPM和固態隔離器等,首次展示了英飛凌在風能、太陽能、儲能、充電樁、工業驅動和自動化以及暖氣通風等應用領域的完整產品解決方案。


與矽基產品相比,碳化矽可將快速充電站的效率提升2%,進而將充電時間縮短約25%。英飛凌全新的CoolSiC™ MOSFET 650V和1200V Generation 2技術,與上一代產品相比,在確保質量和可靠性的前提下,MOSFET的主要性能指標(e.g.能量損耗和儲存電荷)優化了20%。結合屢獲殊榮的.XT封裝技術,使晶片的瞬態熱阻降低了25%甚至更高,使用壽命延長了80%,進一步提升了基於CoolSiC™ G2的設計潛力,從而實現更高效率、更低功耗。


今天,許多應用都出現了採用更小IGBT模組,將複雜設計轉移給產業鏈上游的明顯趨勢。為了順應小型化和整合化的全球趨勢,英飛凌推出了4.5kV XHP™ 3 IGBT模組,旨在改變目前採用兩電平和三電平拓撲結構且使用2000V至3300V交流電壓的中壓變頻器( MVD)與交通運輸的應用市場。在不降低效率的情況下讓驅動器實現尺寸小型化和效率最大化,為大型傳送帶、泵浦、高速列車、機車以及商用、工程和農用車輛(CAV)諸多應用帶來裨益。


此外,英飛凌最新推出的高性能1200V CIPOS™ Maxi 智能功率模組系列首次亮相,產品組合包括三款新產品IM12B10CC1、IM12B15CC1和IM12B20EC1,電流規格從10A到20A不等,輸出功率最高可達4.0kW ,適用於電機驅動、幫浦、風扇以及暖氣、通風和空調用室外風扇等中低功率驅動器應用,堪稱最小封裝、最高功率密度的性價比之選。

高能效與智能家居

隨著人形機器人的快速發展,基於傳統的矽基半導體開關元件所設計的馬達驅動,在提高功率密度方面面臨較大挑戰。英飛凌最新推出的中壓氮化鎵產品及基於中壓氮化鎵的2kW馬達驅動解決方案將開關頻率從20kHz提高到100kHz,大幅提升功率密度,同時進一步提高了整機的系統效率。


目前越來越多的拓樸結構需要一個理想的開關——即兩邊都能關斷並且打開,同時開關速度還要特別快。英飛凌650V 雙向開關(BDS)氮化鎵產品是業界首家雙向開關概念裝置,在拓撲等應用領域,通過一顆CoolGaN™ BDS就可以實現之前四顆晶片才能完成的功能,簡化客戶傳統的雙邊開關複雜電路設計,大幅提升性能及優化成本。該產品可應用於包括伺服器中的母板和UPS、消費性電子中的OVP和USB-OTG、電動工具中的電池管理等。


基於人工智慧技術的快速發展和GPU算力的顯著增強,供電晶片面臨提供更高功率密度的挑戰。英飛凌先進的16相數位控制器和高效能、高可靠兩相功率模組在有限的板載空間內提供更高的功率密度,同時確保更準確的電流精度、動態響應的迅捷以及電源轉換效率的提升。這些解決方案也融入了多重保護機制,如過溫、過流保護等,為GPU、CPU、FPGA、ASIC等核心晶片的穩定運作提供了可靠保障。


此外,針對AI伺服器54V輸出平台,英飛凌開發的3.3kW PSU專用DEMO板,採用了英飛凌的CoolGaN™,CoolSiC™,CoolMOS™設計,以及英飛凌自有的控制晶片XMC系列等完整的解決方案,可實現整機基準效率97.5%,功率密度高達96W每吋立方,解決資料中心PSU高功率需求。同時,本次展會也展示了針對充電器與轉接器相關的應用方案,140W PD3.1 平板變壓器高密度ACDC 轉接器採用了數位控制XDPS2221 Combo IC CrM PFC 加混合反激HFB + GaN技術,展示了英飛凌高功率、高頻率、單埠的數位電源解決方案,可為客戶提供高輸出功率、高功率密度、高效率、小尺寸的產品。

電動交通和電動旅行

在電動交通出行展區,英飛凌首次向國內市場展示了旗下汽車半導體領域的HybridPACK™ Drive G2 Fusion模組和Chip Embedding功率裝置,其中HybridPACK™ Drive G2 Fusion模組融合了IGBT和SiC晶片,在有效減少SiC模組成本的情況下同時顯著提升了模組的應用效率,而Chip Embedding則可以直接集成在PCB板中,做到極緻小的雜散和極致高集成度的融合


針對汽車電控,英飛凌電控系統解決方案採用第二代HybridPACK™ Drive碳化矽功率模組的電機控制器系統進行演示,該系統集成了AURIX™ TC4系列產品、第二代1200V SiC HybridPACK™ Drive模組、第三代EiceDRIVER™驅動晶片1EDI30XX、無磁芯電流感測器等,讓現場觀眾身臨其境地體驗了英飛凌產品的卓越功能、創新特性及其在緩解電動車里程焦慮應用中所展現的獨特價值。


對OBC(車載充電器)/DCDC應用,英飛凌展示了其完整的頂部散熱方案:7.2kW磁集成Tiny Box頂部散熱解決方案,實現了高功率密度的電氣以及高集成結構方案的有效融合;同時展示的OBC/DCDC demo kit展示了

英飛凌在OBC/DCDC應用裡的所有相關產品以及不同封裝技術。


此外,英飛凌也展示了應用在商用車領域的Econodual™ 250kW電源套件、碳化矽主逆變器套件(MSK)、單管焊接方案套件等。


展會期間,英飛凌也參加了由PCIM Asia主辦的相關專題研討會、“展商論壇”、“工業論壇”,與行業領袖、專家學者就AI數據中心高能效電源解決方案、寬禁帶半導體應用、飛控輕量化電控解決方案等熱門議題進行了深入交流與探討,並結合不同產業的挑戰與機遇,分享創新探索與應用成果。不僅展現了英飛凌在半導體技術領域的深厚底蘊與前瞻性視野,更為推動低碳化與數位化進程貢獻力量。

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