????????2025年11月22日,電源網工程師技術高峰論壇在深圳盛大啟幕。這場行業盛會匯聚了知名院校學者與國內外半導體廠商專家,共同分享前沿行業展望、展示最新解決方案。現場吸引了1000余名與會者,參觀大會的展位和演講活動。
作為半導體領域的領軍企業之一,意法半導體(ST)亮相本次大會,技術專家郭久楊發表了題為《ST先進功率器件賦能高效率高功率密度電源》的主題演講,深入解讀功率器件技術與市場趨勢,全方位展現ST如何以先進功率解決方案,推動多領域電源技術創新。
全面豐富的功率分立器件技術矩陣
ST構建了覆蓋范圍廣泛、品類豐富的功率分立器件產品矩陣,囊括高/低電壓功率MOSFET、IGBT、功率模塊、Power RF、碳化硅(SiC)MOSFET、氮化鎵(GaN)MOSFET、碳化硅/硅二極管等核心產品。從低壓到高壓場景,從普通工業級應用到高可靠性航天級需求,ST功率產品憑借多元電壓、電流規格,為各領域電源解決方案筑牢基礎。

寬禁帶材料是當前功率半導體領域的核心發展方向,碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)憑借顯著性能優勢脫穎而出。與傳統硅材料相比,二者具備更高擊穿電壓、更低導通電阻與損耗、更高開關頻率和結溫,且熱性能更優,能有效減少冷卻系統需求,成為高效電源應用的理想選擇。
不同功率技術各有定位,硅高壓MOSFET適用于中高功率、高頻場景;IGBT擅長超高功率、中高頻應用;SiC MOSFET在超高功率、高頻高溫環境中表現出色;GaN晶體管則主打80kHz以上的超高頻、中高功率場景。通過模塊化部署或器件并聯,還能實現更高功率輸出。
ST碳化硅MOSFET技術
碳化硅材料的優異本征特性,賦予器件高電流密度、快速開關、低導通電阻和高溫工作等核心優勢,能有效減小系統尺寸與重量,降低運行損耗。
ST的SiC MOSFET系列產品陣容完備,涵蓋Gen1至Gen4及SiC VHV 2200V系列,具備高壓、快開關特性,完美適配高功率密度場景。各代產品在導通電阻、開關損耗等關鍵指標上持續優化,電壓覆蓋范圍從650V延伸至2200V,廣泛應用于汽車、工業等核心領域。

Gen3系列采用平面工藝,導通電阻較Gen2降低30%;覆蓋650V、750V、900V、1200V電壓等級,已于2021年實現汽車和工業應用量產。
Gen4系列750V規格已量產,1200V規格預計2025年第四季度實現技術成熟;其導通電阻較Gen3進一步降低(約15%),采用優化的外延層(EPI)工藝,兼容Gen3的生產設備,專為應對實際牽引逆變器應力環境而設計,具備更高的耐用性。
2200V超高壓產品則可將碳化硅技術的優勢拓展到更高電壓范圍,滿足不同高功率應用需求。
ST PowerGaN技術
GaN材料擁有寬禁帶、高壓臨界電場、低本征載流子濃度等特性,結合異質結構與硅襯底生長技術,實現了更低導通電阻與更快開關速度。
ST PowerGaN技術基于6英寸硅基氮化鎵晶圓的G-HEMT平臺,基于p-GaN工藝推出650V和100V常關型器件,具備更優的品質因數、低電容、極低恢復電荷、低寄生電感封裝等特性,能降低導通與開關損耗,在硬開關高頻拓撲中效率卓越且縮小無源器件尺寸,在新能源領域的應用前景廣闊。
PowerGaN獨特的p-GaN柵極驅動技術無需持續柵極電流,配合簡單的齊納鉗位電路即可實現正負偏置,降低驅動損耗,提升系統穩定性。

從消費電子與機器人、AI服務器與數據中心,到汽車和能源領域,PowerGaN都有對應的產品解決方案,且多個型號已進入量產或即將量產階段,能滿足不同客戶的創新需求。
在性能基準測試中,ST PowerGaN表現亮眼。在650/700V電壓等級下,無論是軟/硬開關場景、溫度穩定性還是動態性能等維度,均優于主流技術,成為高效電源應用的優質之選。
此外,ST還提供完善的開發生態,包括各類評估板和技術文檔,以加快用戶的開發進程。
持續演進的硅基功率器件
硅基功率器件并未過時。ST的高壓MOSFET技術也在持續演進。從2009年到2027年,高壓600-650V系列(SJ)MOSFET的導通電阻與面積乘積不斷降低。其中M6具有最佳的開關性能;T系列是首款溝槽型產品,首個12英寸產線量產,周期更短,完全實現中國本土生產;M9系列擁有最優的導通電阻與面積乘積,可實現最高功率密度。

250/600/650V MDmesh M9/DM9系列功率器件,在導通電阻與面積乘積、功率損耗、工藝、魯棒性四方面均表現突出,具備低損耗、高頻率、高可靠性等優勢,適用于硬開關和高功率密度諧振系統。
800V MDmesh K6系列功率器件,則在導通電阻與面積乘積、閾值電壓、柵極電荷三方面表現優異:導通電阻較K5降低60%,實現更緊湊方案;閾值電壓更低且偏差小,降低驅動電壓、減少損耗;柵極電荷更低,提升效率、降低功率損耗。
STMESH Trench T系列是首款基于12英寸晶圓的STMESH溝槽工藝產品,采用“刻蝕+填充外延層”的技術實現超結深溝槽結構;600VBDSS;支持快恢復二極管選配;覆蓋電信、服務器、消費電子等市場,具有多種封裝規格,后續還將推出更多具備快速本征二極管的新產品。
創新迭代的先進封裝技術
ST在封裝技術上持續創新,提供無引腳、有引腳、頂部冷卻貼片、多燒結封裝、模塊化封裝、裸芯片等類型,滿足小型化、規模化、高功率密度、散熱、高溫、多用途等不同應用需求。

HU3PAK封裝通過頂部冷卻設計,適合多開關拓撲架構,相比傳統D2PAK封裝熱阻降低15%,在3kW全橋LLC應用中能有效降低器件結溫和功耗,提升散熱能力。
ACEPACK SMIT封裝是表面貼裝的隔離頂部冷卻封裝,具備自動堆疊組裝、低熱阻(<0.2°C/W)、高絕緣(>3400V RMS)等特性,可實現高效散熱與多種拓撲,適用于整流、PFC、PWM橋等系統,達到車規級標準,支持卷帶包裝,是構建完整電源系統的理想選擇。
以垂直整合實力,共創高效低碳未來
ST憑借全面的功率器件產品組合,覆蓋硅基與寬禁帶材料技術,通過持續的技術迭代與封裝創新,為消費電子、汽車能源、工業控制、數據中心等多領域提供高效、可靠的電源解決方案。無論是前沿寬禁帶技術還是經典硅基技術,ST均以精準的產品定位和卓越的性能表現,助力客戶實現產品創新與性能升級,持續引領功率半導體行業發展。
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原文標題:ST亮相2025工程師技術高峰論壇,先進功率技術引領高效電源變革
文章出處:【微信號:STMChina,微信公眾號:意法半導體中國】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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