電子發燒友網綜合報道 12月1日,由智新半導體有限公司牽頭,聯合株洲中車時代半導體有限公司、重慶大學、華中科技大學等 20 余家產學研單位共同制定的團體標準 T/CASAS 041—2025《基于感性負載的 SiC 功率模塊老化篩選試驗方法》正式發布并同步實施。該標準歷經起草小組研討、廣泛征求行業意見、委員會草案投票等規范流程,由第三代半導體產業技術創新戰略聯盟(CASA)發布,填補了國際上 SiC 功率模塊感性負載老化篩選領域的標準空白,為產業規模化發展提供了統一技術遵循。
作為針對 SiC 功率模塊量產篩選的專項標準,T/CASAS 041-2025 圍繞 “模擬實際工況、高效篩選缺陷” 核心目標,構建了完整的試驗技術體系。
標準適用于含 SiC MOSFET 的功率半導體模塊(含全橋、半橋模塊及分立器件),重點適配三相逆變拓撲電路應用場景,同時為其他拓撲電路應用提供參考,可滿足高頻、高壓功率系統的器件篩選需求,尤其契合新能源汽車電驅系統等核心應用場景。
標準創新性采用 “三相電抗器替代電機” 的設計思路,通過模擬電機驅動中的逆變工況(含額定、峰值工況)和堵轉工況,復現 SiC 器件實際工作中的電熱應力環境。試驗以 “多工況循環” 模式開展,可靈活設置逆變額定工況、峰值工況、堵轉工況的持續時間及循環次數,既保證了測試的真實性,又大幅降低了傳統電機臺架測試的硬件成本和能耗,適配量產篩選需求。
在試驗裝置方面,標準明確了直流電源、散熱系統、控制驅動系統等關鍵部件的技術指標:直流電源需覆蓋器件額定電壓電流范圍,分辨率與精度需滿足高可靠性測試要求;散熱系統需實現 0-85℃寬溫域控制,溫度波動度優于 3℃;測量系統需實時監測 VGS、VDS、輸出電流等關鍵參數,具備抗干擾和數據備份能力。
在測試流程上,標準規定了 “樣品選擇 — 初始值測量 — 參數設置 — 低壓驗證 — 系統預熱 —SVPWM 發波測試 — 終點測量 — 數據處理” 的全流程規范,要求對柵源漏電流、閾值電壓、漏源極導通電阻等核心參數進行試驗前后對比分析。
標準明確了雙重失效判據:一是外觀判據,器件端子壓痕、外殼臟污變色均視為失效;二是參數判據,規定漏 - 源極導通電壓、體二極管正向壓降、閾值電壓等參數相對于初始值的變化率不得超過 5%,零柵壓漏源漏電流、柵源漏電流變化率不得超過 500%(初始值小于 10nA 時測試后不超過 50nA),總諧波畸變率不超過 3%。數據處理采用威布爾分布模型,可精準定位早期失效器件,為可靠性壽命預測提供量化依據。
近年來,SiC 功率器件憑借高阻斷電壓、低開關損耗等優勢,在新能源汽車領域實現規模化應用,市場規模持續高速增長。預測顯示,至 2029 年全球 SiC 器件市場總值將超 100 億美元,其中汽車和移動設備市場占比達 82%。然而,傳統測試方法存在明顯局限:電機臺架測試設備復雜、成本高昂,雙脈沖 + 短路 + 靜態測試無法模擬實際工況,導致部分早期缺陷器件難以被篩選,影響終端產品可靠性。
T/CASAS 041-2025 的發布,不僅填補了國際相關領域的標準空白,更解決了產業 “測試標準不統一、篩選效率低” 的痛點。其核心價值體現在:一是通過標準化試驗方法,幫助企業高效篩選出浴盆曲線中的早期失效器件,將產品失效率控制在合理范圍,尤其滿足新能源汽車主驅逆變器等高品質要求場景;二是統一了行業測試技術要求,降低了供需雙方的技術對接成本;三是彰顯了中國在 SiC 功率半導體領域的技術引領地位,為國內企業參與國際競爭提供了標準支撐。
未來,隨著該標準的推廣應用,將進一步推動 SiC 功率模塊產業的規范化、高質量發展,為第三代半導體技術在新能源汽車、高端電力電子等領域的規模化應用筑牢基礎。
作為針對 SiC 功率模塊量產篩選的專項標準,T/CASAS 041-2025 圍繞 “模擬實際工況、高效篩選缺陷” 核心目標,構建了完整的試驗技術體系。
標準適用于含 SiC MOSFET 的功率半導體模塊(含全橋、半橋模塊及分立器件),重點適配三相逆變拓撲電路應用場景,同時為其他拓撲電路應用提供參考,可滿足高頻、高壓功率系統的器件篩選需求,尤其契合新能源汽車電驅系統等核心應用場景。
標準創新性采用 “三相電抗器替代電機” 的設計思路,通過模擬電機驅動中的逆變工況(含額定、峰值工況)和堵轉工況,復現 SiC 器件實際工作中的電熱應力環境。試驗以 “多工況循環” 模式開展,可靈活設置逆變額定工況、峰值工況、堵轉工況的持續時間及循環次數,既保證了測試的真實性,又大幅降低了傳統電機臺架測試的硬件成本和能耗,適配量產篩選需求。
在試驗裝置方面,標準明確了直流電源、散熱系統、控制驅動系統等關鍵部件的技術指標:直流電源需覆蓋器件額定電壓電流范圍,分辨率與精度需滿足高可靠性測試要求;散熱系統需實現 0-85℃寬溫域控制,溫度波動度優于 3℃;測量系統需實時監測 VGS、VDS、輸出電流等關鍵參數,具備抗干擾和數據備份能力。
在測試流程上,標準規定了 “樣品選擇 — 初始值測量 — 參數設置 — 低壓驗證 — 系統預熱 —SVPWM 發波測試 — 終點測量 — 數據處理” 的全流程規范,要求對柵源漏電流、閾值電壓、漏源極導通電阻等核心參數進行試驗前后對比分析。
標準明確了雙重失效判據:一是外觀判據,器件端子壓痕、外殼臟污變色均視為失效;二是參數判據,規定漏 - 源極導通電壓、體二極管正向壓降、閾值電壓等參數相對于初始值的變化率不得超過 5%,零柵壓漏源漏電流、柵源漏電流變化率不得超過 500%(初始值小于 10nA 時測試后不超過 50nA),總諧波畸變率不超過 3%。數據處理采用威布爾分布模型,可精準定位早期失效器件,為可靠性壽命預測提供量化依據。
近年來,SiC 功率器件憑借高阻斷電壓、低開關損耗等優勢,在新能源汽車領域實現規模化應用,市場規模持續高速增長。預測顯示,至 2029 年全球 SiC 器件市場總值將超 100 億美元,其中汽車和移動設備市場占比達 82%。然而,傳統測試方法存在明顯局限:電機臺架測試設備復雜、成本高昂,雙脈沖 + 短路 + 靜態測試無法模擬實際工況,導致部分早期缺陷器件難以被篩選,影響終端產品可靠性。
T/CASAS 041-2025 的發布,不僅填補了國際相關領域的標準空白,更解決了產業 “測試標準不統一、篩選效率低” 的痛點。其核心價值體現在:一是通過標準化試驗方法,幫助企業高效篩選出浴盆曲線中的早期失效器件,將產品失效率控制在合理范圍,尤其滿足新能源汽車主驅逆變器等高品質要求場景;二是統一了行業測試技術要求,降低了供需雙方的技術對接成本;三是彰顯了中國在 SiC 功率半導體領域的技術引領地位,為國內企業參與國際競爭提供了標準支撐。
未來,隨著該標準的推廣應用,將進一步推動 SiC 功率模塊產業的規范化、高質量發展,為第三代半導體技術在新能源汽車、高端電力電子等領域的規模化應用筑牢基礎。
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