以下內容發表在「SysPro電力電子技術」知識星球

- 關于Bosch PM6功率模塊平臺化方案深度解析

- 「SysPro電力電子技術」知識星球節選，非授權不得轉載

- 文字原創，素材來源：Bosch、網絡

- 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：在功率半導體領域，博世的PM6功率模塊堪稱業內經典，也是諸多新型半導體廠商研發時的核心對標產品。就在這個月，富士電機已與博世也達成合作，聯合開發具備封裝兼容性的SiC功率半導體模塊。借此契機，將PM6的深度解析排上計劃，希望通過系統化的解構其設計與思路，可以為行業同仁提供些參考。

這些年深有感受，功率模塊的競爭邏輯發生了一個非常關鍵的變化：過去靠"單點指標領先"就能形成差異化，如今卻越來越難。原因很簡單——整車平臺在快速擴展，功率等級、車型譜系、供應鏈組合與量產節奏都在變化；與此同時，用戶對效率與體驗的要求更高、系統功率密度不斷提升、工作溫度窗口持續拉大，最終把功率模塊推入一個"多目標同時最優"的時代。

于是，功率模塊必須同時滿足一整套看似互相矛盾的目標：

電氣性能要更強：更低損耗、更好對稱性、更低振蕩傾向

熱性能要更強：更低熱阻、更強冷卻能力

體積要更小：更高功率密度

可靠性要更高：更強的熱—機械魯棒性

此外，還要支持不同功率等級的快速擴展，最好做到"換功率不換逆變器"，讓冷卻器、PCB、直流母線連接、交流端單元與電流傳感等系統件的重設計工作量降到最低。也就是說，功率模塊不再只是一個"器件載體"，而是整個平臺的"系統杠桿"。

而博世PM6的核心價值，就在于用一套"平臺化結構骨架"將這些沖突目標統一起來：通過可靠對稱三維布局和明確的電感指標...通過雙面銀燒結和夾心結構...通過借助芯片數量/尺寸與冷卻器能力的組合調整....

圖片來源：Bosch

為了搞明白PM6的來龍去脈，我們按如下邏輯展開今天的話題：

先把，PM6的對稱布局、低電感設計和互連路線講明白，說清這些設計如何解決實際問題、帶來什么優勢

然后，拆解夾心結構、第二熱路徑等設計背后的可靠性邏輯

隨后，給出規范的對標數據，直觀呈現體積、熱、電等核心指標表現

最后，回歸終端用戶最關心的問題，解析平臺化如何在體積、擴展成本、熱、電、可靠性五個維度形成閉環，支撐規模化量產

聊完上面這些，也會幫助我們更好理解：富士電機與博世合作，在技術層面的價值支撐，究竟是什么？

|SysPro備注：本文完整內容正在電力電子知識星球中連載

圖片來源：Bosch

目錄

1. PM6平臺化構建解決的核心問題

2. PM6設計之初的基本盤：對稱布局與低電感

3. 低電感+高對稱如何解決并聯振蕩痛點(知識星球發布)

4. PM6雙面銀燒結的互聯路線是什么？(知識星球發布)

5. 夾心結構與第二熱路徑等設計如何保障高溫可靠性？(知識星球發布)

6. 低熱阻如何和結構設計"互相配合"？(知識星球發布)

7. 可擴展設計：4/8/12芯片+冷卻器如何實現"換功率不換逆變器"?(知識星球發布)

8. PM6的核心商業價值（KPI）(知識星球發布)

|SysPro備注：本篇節選，完整解析在EE知識星球中發布

01

PM6平臺化構建解決的核心問題

1.1 核心問題：多目標沖突的工程現實

我們知道，功率模塊是整車電驅系統的"核心樞紐"，要同時承受高壓、高頻、高溫、高電流的考驗，任何一個維度的要求升級，都會把其他維度推向極限，形成一連串的矛盾：

想讓開關速度更快、能量損耗更低，就得降低回路電感、保證布局對稱，否則會出現電壓過沖、電流振蕩，反而更難控制

想讓體積更小、功率密度更高，就得把電路和散熱路徑緊湊疊加，但這樣會增加熱應力，裝配難度也會變大

想讓可靠性更高，不能只靠“用好材料”，還要從互連方式、熱與機械的匹配度上做系統性設計

想實現平臺化擴展，不能每次換功率就重做冷卻器、PCB板和母排，否則系統開發成本會被無限拉高。

其實平臺化的核心不是"做出一個性能超強的模塊"，而是"做出一套能重復使用的結構和接口體系"——不管是不同功率版本、不同應用場景，都能在這套體系上快速適配，不用從零開始開發。

圖片來源：Bosch

1.2 PM6的破局思路：結構骨架整合沖突

搞懂了矛盾的根源，PM6的解決策略我們就比較清晰了：

它不先追求某一個指標的極致，而是先把影響最大的結構變量固定為"平臺紅線"。這里面包括布局對稱性、回路電感水平、互連路線（要不要用焊料/鍵合）、熱路徑形態（單路徑還是雙路徑），以及熱與機械的匹配方式。

這樣做的好處很明顯：后續不管是增加芯片數量、更換芯片尺寸，還是調整冷卻器，平臺都有一套穩定的"底盤"支撐，不會變成每個項目都要從頭設計的重復勞動。

圖片來源：Bosch

02

PM6設計之初的基本盤：對稱布局與低電感

2.1 核心指標：LPM與LG的硬要求

看明白了博世關于PM6的設計理念，發現PM6明確把兩類回路電感定為硬性目標，還把"對稱布局"和這兩個目標一起，列為平臺的核心骨架：

主功率回路電感：LPM< 4 nH

門極回路電感：LG< 25 nH

|SysPro備注，這里要重點理解的是：

主功率回路電感決定了開關瞬間的電壓過沖和能量回灌幅度，門極回路電感則影響柵極驅動的速度、穩定性和抗干擾能力。把這兩個指標寫死為"紅線"，意味著后續不管怎么調整功率、更換部件，都必須圍繞"低電感"和"一致性"來設計——這對多芯片并聯的場景尤其重要。

圖片來源：Bosch

|SysPro備注：

LPM= Power Module 主功率回路電感，也常被叫做“主換流回路電感/主功率環路電感”，可以簡單理解為：電流真正"干活"的那條大電流回路里的寄生電感總量。

回路范圍：DC+ → 上管/下管（芯片）→ DC?，以及與之閉合的直流母線/電容回路（模塊內部的關鍵電流換流路徑）

關斷/開通瞬間的電壓過沖：ΔV≈LPM?didt，因此LPM 越大，di/dt 一上去，V 尖峰就越高，同時LPM 與回路寄生電容一起形成諧振，容易出振鈴；此外，當多芯片并聯時，若各支路等效電感不一致，更容易電流搶占與不穩定。

->LPM 管的是：主電流切換時的電壓尖峰、振鈴、并聯穩不穩

LG= Gate Loop 柵極回路電感（門極驅動回路的寄生電感），可以理解為：驅動器把開關指令送到芯片柵極的那條小電流回路里的電感。

回路范圍：Driver 輸出 → Gate 引腳/鍵合/走線 → 芯片柵極 → Source/Emitter 返回 → Driver 回路閉合

-> LG 管的是：柵極指令能不能穩定送達、會不會被主回路噪聲帶著一起振

圖片來源：SysPro（以上結構非PM6，僅用于說明）

2.2 對稱布局：并聯一致性的基礎

在以降低電感為應要求的基礎上，PM6在多芯片布局上也下了功夫。

我們知道，多芯片并聯最怕的不是芯片數量多，而是每個芯片的工作環境不一樣。如果并聯支路的寄生參數（比如電感、電阻）不一致，開關瞬間電流會優先流向"阻力小的路徑"，導致部分芯片電流過載、應力升高，還容易引發振蕩。

為此，PM6對稱布局的核心目的是：讓每個并聯支路的路徑長度、寄生參數都一致，讓多個芯片“像一個整體一樣工作”，從源頭避免并聯帶來的不確定性。

2.3 三維布局：小體積下的參數優化

(知識星球發布)

搞懂了對稱布局的重要性，再來看看PM6的三維布局和背后的思考：...

圖片來源：Bosch

03

低電感+高對稱如何解決并聯振蕩痛點

3.1 PM電氣設計核心邏輯：結構→參數→穩定性(知識星球發布)

3.2 量化判據：振蕩傾向的衡量標準(知識星球發布)

3.3 對標數據：性能差異直觀呈現(知識星球發布)

3.4 過渡：電氣穩定后的可靠性考量(知識星球發布)

圖片來源：Bosch

04

PM6雙面銀燒結的互聯路線

4.1 路線核心：可靠性邏輯的升級(知識星球發布)

4.2 雙面燒結：電流與散熱的均衡(知識星球發布)

4.3 去鋁鍵合：主電流路徑的穩健性(知識星球發布)

圖片來源：Bosch

05

夾心結構與第二熱路徑等設計如何保障高溫可靠性？

5.1 核心目標：高溫與長期穩定性(知識星球發布)

5.2 關鍵設計：第二熱路徑與熱容緩沖(知識星球發布)

5.3 CTE匹配：化解熱脹冷縮矛盾(知識星球發布)

06

低熱阻如何和結構設計"互相配合"？

6.1 核心關鍵：功率路徑的合理布置(知識星球發布)

6.2 目標統一：低熱阻與可靠性協同(知識星球發布)

圖片來源：Bosch

07

可擴展設計：4/8/12芯片+冷卻器如何實現"換功率不換逆變器"?

7.1 芯片+冷卻器的旋鈕式設計(知識星球發布)

7.2 核心收益：減少系統級重設計(知識星球發布)

7.3 靈活適配：連接方案的多場景兼容(知識星球發布)

圖片來源：Bosch

08

PM6的核心商業價值（KPI）

(知識星球發布)

電性能、熱性能、功率密度、可拓展性、成本、可靠性...

圖片來源：Bosch

09 總結

(知識星球發布)

...

圖片來源：SysPro上海車展拍攝

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2025年12月26日

以上內容為SysPro原創《Bosch PM6功率模塊平臺化方案深度解析》系列解讀的節選內容，完整解讀、技術報告、參考資料、方案資訊、視頻解析在在知識星球「SysPro電力電子技術EE」中<前瞻電力電子技術方案解析 · 專案室>專欄發布，歡迎進一步查閱、學習，希望有所幫助！
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