以下完整內容發表在「SysPro電力電子技術」知識星球-《英飛凌2025年寬禁帶開發論壇學習總結》系列- 文字原創，素材來源：Infineon- 本篇為節選，完整內容會在知識星球發布，歡迎學習、交流

導語：在剛剛過去的英飛凌2025年寬禁帶開發論壇上，英飛凌與匯川等企業展示了寬禁帶半導體技術的最新進展。從SiC與GaN技術的創新應用到融合Si與SiC逆變器概念，再到頂側冷卻封裝、XT互連技術，再到循環壽命提升、軟件微控制單元技術等解決方案，這些技術不僅提升了電力系統的效率與可靠性，還推動了電動汽車的革新。今天我們聚焦于新能源汽車領域，看看寬禁帶功率半導體發生了哪些有趣的故事？有待來了怎樣的技術革新？

目錄

1. 寬禁帶半導體技術在電力系統中的領先地位

2. SiC+Si，用于增強牽引逆變器智能、成本效益和實用性的先進多變量融合概念

3. SiC MOSFET頂側冷卻解決方案的應用

4. SiC XT互連，如何使碳化硅在高功率應用中實現長壽命？

5. 650V GaN如何驅動電機控制的未來？

6. GaN單片雙向開關如何成為電力電子領域的新范式？

7. GaN在OBC中的核心價值體現是什么？為什么？

8. 寬禁帶半導體在牽引逆變器中的持續創新

9. 軟件控制高密度功率轉換的汽車與工業微控制單元的關鍵是什么？

|SysPro備注：本文為引導文(摘要)，完整記錄請在知識星球中查閱

01

寬禁帶半導體技術在電力系統中的領先地位

在2025年寬禁帶開發論壇上，英飛凌介紹了寬禁帶材料領域的最新進展，重點討論了SiC和GaN技術的應用與創新。英飛凌介紹了基于第二代SiC技術的EasyPack 2C系列產品，該產品引腳兼容且具備高溫操作能力，功率密度提升高達33%，壽命延長10倍。此外，還推出了XHP2產品系列，適用于高功率應用。

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同時，分享了GaN技術在充電器、AI數據中心、微型逆變器及機器人等領域的應用，并強調了GaN雙向開關的創新性，能顯著提高效率和功率密度。

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英飛凌還計劃推出內置GaN的EasyPack S模塊，輸出功率高達20千瓦。此外，英飛凌在Si、SiC和GaN技術上均取得進展，包括推出世界上最薄的20um 300mm硅功率晶圓、開始量產8英寸SiC晶圓，并成功研發出世界上第一個300mm GaN功率晶圓。

02

SiC+Si，用于增強牽引逆變器智能、成本效益和實用性的先進多變量融合概念

匯川，介紹了一種融合Si與SiC技術的電動汽車逆變器概念。

首先概述了創新汽車技術趨勢及EV市場信息，指出EV市場的快速增長推動了功率半導體行業的發展。接著，詳細闡述了為何融合Si與SiC技術適用于電動汽車逆變器？通過結合Si-IGBT在大電流下的低導通損耗和SiC-MOSFET在低電流下的低開關損耗優勢，提高了逆變器的整體效率。

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然后，還介紹了融合逆變器的工程設計原則與措施，包括驅動方案的選擇、動態特性的校準等，并展示了測試結果，表明融合概念在輕載效率上的顯著提升。

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此外，還討論了融合逆變器的電磁兼容性表現，指出其無需額外電磁兼容性成本。

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最后，總結了融合Si與SiC技術的成本效益和未來應用前景，并強調了可靠的工程實踐對于最大化融合技術性能的重要性。

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03

SiC MOSFET頂側冷卻（TSC）解決方案的應用

英飛凌，介紹了一種頂側冷卻封裝解決方案，重點介紹了第二代Cooler Sic MOSFET技術。首先概述了不同封裝概念，指出頂側冷卻封裝結合了通孔（DO）封裝和表面貼裝器件（SMD）封裝的優點，既提供了良好的熱性能，又支持自動化組裝。

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接著，詳細討論了頂側冷卻封裝的熱性能，指出其設計需仔細考慮封裝公差、PCB翹曲和適當的插入力等因素，并通過不同的熱界面材料和組裝方式來優化熱性能。

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此外，還介紹了第二代CoolSIC產品組合，強調了該技術在降低開關損耗、提高熱性能和系統可靠性方面的優勢。最后，總結了頂側冷卻封裝的主要優點，包括提高功率密度、優化系統效率、增強系統可靠性以及支持廣泛的集成選項和自動化組裝過程。

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04

SiC XT互連，如何使碳化硅在高功率應用中實現長壽命？英飛凌，介紹了如何通過XT互聯技術提升SiC在高功率應用中的壽命。首先，概述了SiC在逆變器設計中的優勢，如提高電動汽車充電效率和牽引系統節能約10%。然而，碳化硅功率模塊在機械應力下的壽命較短。為研究其壽命，需進行功率循環測試，通過施加負載電流脈沖并測量相關參數，以評估模塊的疲勞和失效。圖片來源：Infineon測試發現，SiC模塊的主要失效模式是芯片下焊層退化，這限制了其功率循環性能。為改善這一問題，英飛凌引入了XT技術，包括改進的芯片附著層和銅鍵合線，顯著提高了功率循環性能。實驗結果表明，采用XT技術的SiC模塊在功率循環測試中表現出更高的可靠性。圖片來源：Infineon|SysPro備注，以上內容為摘要，完整內容在知識星球內記錄與發布

05

650V GaN如何驅動電機控制的未來？

英飛凌，探討了650V CoolGaN技術在電機控制未來的應用。

首先介紹了電機逆變器的基本原理，指出傳統硅基器件在開關過程中存在輸出電容、反向恢復電荷等問題，導致開關損耗。隨后，介紹了CoolGaN技術，該技術能顯著降低輸出電容和反向恢復電荷，同時減少導通損耗和驅動損耗。

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CoolGaN技術還支持更高開關頻率，提高電機能量傳輸效率，并允許設計更緊湊、無散熱片的系統，降低成本。同時，展示了一個使用CoolGaN器件的PCB示例，在無散熱片情況下，能在高環境溫度下穩定運行，實現高功率密度。

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此外，CoolGaN還支持雙向開關和新型拓撲結構，如電流源逆變器，有助于減少電磁干擾和濾波需求。最后，總結了CoolGaN技術的優勢，包括系統成本節約、可靠性提升、更高效的PCB設計以及顯著的能效提升。

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06

GaN單片雙向開關如何成為電力電子領域的新范式？

英飛凌，介紹了其單片雙向開關技術及其在電力電子領域的應用前景。

演講首先回顧了電力電子技術的發展歷程，并指出第四代技術可能涉及單片雙向開關等新概念。隨后，詳細介紹了英飛凌的雙向開關家族，包括高壓和中壓雙向開關，強調了其在減小尺寸、降低功耗和系統成本方面的優勢

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重點，討論了高壓雙向開關的工作原理、操作模式及動態參數，并解釋了如何通過智能柵極技術解決襯底浮動問題？此外，還對比了雙向開關與傳統單向開關在背靠背配置下的性能，表明雙向開關在導通損耗、開關損耗和功率密度方面具有優勢。

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最后，探討了雙向開關在交流應用中的目標市場和關鍵趨勢，包括替換背靠背開關、單級隔離交流功率轉換和電流源逆變器等，并展望了未來的產品路線圖和演示板。

07

GaN在OBC中的核心價值體現是什么？為什么？

英飛凌，介紹了主題為GaN在OBC中的核心價值體現。

首先，概述了車載充電器的市場和技術趨勢，指出GAN技術因其高效率、高功率密度和低成本等優勢，正逐漸成為市場主流。

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接著，詳細介紹了使用GAN器件的系統架構，包括單相和三相拓撲結構，并強調了多級拓撲在管理電壓應力方面的優勢。通過具體案例分析，展示了GAN在800伏車載充電器中的應用，包括基于兩級PFC的架構和飛行電容與DAB控制的DCDC階段，證明了GAN技術能顯著提高系統效率和功率密度，同時減小無源元件的尺寸和成本。

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最后，總結了使用GAN技術的車載充電器在體積和成本上的優勢，并展示了一款800伏車載充電器的參考設計，該設計實現了超過96%的峰值效率，并提供了不同電池輸出電壓下的測試結果。

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08

寬禁帶半導體在牽引逆變器中的持續創新

英飛凌，聚焦于電動汽車（EV）動力系統的創新，旨在提升長途駕駛的續航能力。

首先，介紹了設計EV動力系統時需考慮的基本因素，包括峰值功率需求和部分負載效率，并指出Si和SiC在不同應用場景下的成本效益。

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隨后，提出了結合Si和SiC優勢的融合開關技術，通過優化半導體技術實現高效能同時控制成本。同時，還強調了高速公路效率對提升客戶滿意度和市場接受度的重要性，并介紹了通過新一代功率器件和驅動IC提高系統效率的方法。

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此外，展望了未來動力系統的發展趨勢，包括多級拓撲結構和電機控制算法的優化，以進一步提升整體效率。最后指出，未來動力系統將呈現多樣化發展，針對不同市場需求選擇合適的半導體技術，并強調了800伏系統和高效率驅動技術在長途駕駛中的關鍵作用。

09

軟件控制高密度功率轉換的汽車與工業微控制單元的關鍵是什么？

英飛凌，聚焦于汽車和工業微控制器在軟件控制高密度功率轉換中的應用。

首先，介紹了汽車微控制器產品線，強調了高功率密度、高效能轉換的趨勢，并指出微控制器需具備高分辨率PWM、快速ADC轉換和低延遲數據處理等特性。同時，展示了從TC2到TC4的微控制器發展歷程，并強調了TC4在支持軟件控制功率轉換方面的優勢。

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接著，介紹了一項可行性研究，展示了如何利用MATLAB Simulink和硬件支持包進行設計、編碼和測試？隨后，介紹了英飛凌的微控制器產品線PSOC C3，包括主產品線P5和性能產品線P8，重點介紹了P8在功率控制加速方面的優勢，并展示了如何利用藍牙工具箱進行項目創建和設備配置？

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最后，通過一個三相交錯圖騰柱PFC的示例，展示了如何利用PSOC C3進行高效功率轉換控制？演講總結了英飛凌在汽車和工業領域提供的高性能微控制器及其完整生態系統。

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