罗姆PCIM Asia重磅出击:新一代SiC与GaN方案引领功率密度革命
从采用创新封装、显著提升性能的下一代SiC功率模块,到致力于节能与小型的EcoGaN™完整方案,再到覆盖广泛的硅基器件组合,罗姆正通过一系列高密度、高效率的解决方案,为未来的电力电子应用描绘出清晰的蓝图。展会现场,罗姆的工程师给《国际电子商情》介绍了此次的重磅展品及解决方案。
图1:罗姆2025 PCIM Shanghai展台
两款重磅SiC模块新品
今年,罗姆发布了两款SiC(碳化硅)模块。据罗姆的工程师介绍,这些模块采用新的封装,内部搭载了罗姆第四代SiC MOS——二合一SiC模块DOT-247和4in1及6in1结构SiC塑封型模块HSDIP20。其中,DOT-247适用于光伏逆变器、UPS和半导体继电器等工业设备的应用场景,HSDIP20适用于电动汽车车载充电器的PFC(功率因数校正)和LLC谐振转换器等应用。
·二合一SiC模块DOT-247
图2:罗姆SiC塑封型模块HSDIP20(上左)和二合一SiC模块DOT-247(上右)
DOT-247由两个常规TO-247封装在一起,采用罗姆自有的内部结构,实现了更低导通电阻。工程师解释说,常规的TO-247方案在实际使用时采用桥式电路,一般会有两个器械来完成这个桥式,在整个过程中会有一些缺点,其回路里的杂散参数比较大。杂散参数大,意味着设备或系统在工作时会产生更多不必要的电磁干扰信号,可能对自身或其他电子设备造成负面影响。
将两个TO-247封装连接的独特结构,让其PCB板上的电流路径小了,杂散参数可从27纳赫降低到13纳赫,对于SiC开发速度和损耗方面都有提升。同时,这种优化封装结构的热阻也比较小,在相同功率损耗情况下,DOT-247封装的热阻比TO-247封装降低约15%,电感降低50%。
DOT-247有半桥和共源两种拓扑结构,可适配NPC电路和DC-DC转换器等多种电路配置。在DOT-247的产品阵容方面,包括750V耐压的四款机型和1200V耐压的四款机型。据透露,DOT-247新品自2025年9月开始暂月产1万个,其样品价格为2万日元/个(不含税)。同时,符合汽车电子产品可靠性标准AEC-Q101的产品计划于2025年10月开始提供样品。
·4in1及6in1结构SiC塑封型模块HSDIP20
HSDIP20内部集成了4或6枚外形尺寸一样的SiC MOSFET,该模块的整体功率密度较高。由于HSDIP20内置散热性能优异的绝缘基板,所以它可以有效抑制芯片的温升,该性能保证其能用很小的封装,即可应对大电流的需求。
图3:6in1结构SiC塑封型模块HSDIP20
例如,相同条件下(25W工作时),在OBC常用的PFC电路中,使用1枚6in1结构的HSDIP20模块要比使用6枚顶部散热型分立器件的温度约低38℃。罗姆方面还强调,与顶部散热型分立器件、同类型DIP模块相比,HSDIP20的电路密度分别达到3倍以上和1.4倍以上。因此,在PFC电路中,HSDIP20的安装面积可比顶部散热型分立器件减少约52%左右,这种优势可让OBC等应用实现中电力变化电路小型化。
据介绍,HSDIP20的产品阵容包括750V耐压的6款机型和1200V耐压的7款机型。该模块已经于2025年4月开始投入生产,目前月产10万个,其样品价格1.5万日元/个(不含税)。其前道工序的生产基地为ROHM Apollo CO.,LTD.(日本福冈县筑后工厂)和蓝碧石半导体宫崎工厂(日本宫崎县),后道工序的生产基地为ROHM Integrated Systems(Thailand)Co.,LTD.(泰国)。
据现场的工程师介绍,在封装方面,HSDIP20 1200V和750V的外部接口完全一样。在模块内部,采用银烧结的焊接方式,此类焊接方式的导热比较好,选接性比较高、可靠性强。
致力于节能和小型化的EcoGaN™
除了SiC模块之外,罗姆还专门展示了EcoGaN™产品及方案。EcoGaN™是罗姆Power Eco Family的一个子品牌,Power Eco Family涵盖EcoSiC™、EcoGaN™、EcoIGBT™、EcoMOS™四大产品群。
EcoGaN™通过助力应用产品的节能和小型化,为减少全球的耗电量和产品用材量贡献力量。该系列不仅提供GaN HEMT单管,还涵盖内置控制器及集成GaN的IC等产品,形成从18毫欧到130毫欧导通电阻的完整产品线,覆盖多种封装形式,如DFN8080、TOLL等,满足不同散热与空间需求。
值得注意的是,罗姆在2006年就开始研发GaN产品,凭借多年来为量产可靠的LED产品开发的基本外延和生长技术,罗姆将其应用于GaN HEMT。历经近20年的持续研发之后,2022年,罗姆首次量产第一代EcoGaN™系列150V耐压的GaN HEMT;2023年4月,罗姆又量产了650V耐压GaN HEMT,至此同时提供了150V和650V GaN分立式器件。
图4:罗姆EcoGaN™ GaN HEMT Power Stage IC系列
EcoGaN™的核心优势在于其优异的开关性能(低Ron与低Ciss/Coss),支持高开关频率运行,从而帮助电源系统缩小电容、电感体积,实现高功率密度。为解决GaN器件驱动电压低(5V)、易受噪声干扰的问题,罗姆推出GaN HEMT Power Stage IC,该产品集下一代功率器件GaN HEMT和为了更大程度地激发GaN HEMT性能而优化的栅极驱动器于一体,支持2.5V-30V的宽输入电压范围,可以与各种控制器IC结合使用。这些特点和优势使其能够取代超级结MOSFET等传统的分立功率开关。
为进一步提升集成度,罗姆还推出“三合一”方案:如PFC控制器 + Power Stage IC + GaN device,或QR控制器 + GaN driver + GaN device,实现芯片尺寸减少40%以上,并在轻载时通过频率调节提升能效。此外,方案支持PFC段在待机时关闭,显著降低待机功耗。
EcoGaN™广泛应用于服务器电源、适配器、工业电源等场景,配合PFC与AC/DC转换架构,可覆盖高达240W及以上的电源设计,助力实现高效、紧凑的电力转换系统,呼应罗姆在节能与材料节约方面的环保理念。
完整硅基功率器件产品组合
图5:罗姆EcoIGBT™(左)和EcoMOS™(右)
除此之外,罗姆在硅基功率器件领域还提供包括功率二极管、MOSFET和IGBT在内的完整产品组合,重点面向工业与车载等高规格应用。
在功率二极管方面,罗姆推出超低反向漏电流的RBxx8系列超低反向漏电流肖特基二极管(SBD),主要是针对车载应用,比如新能源汽车中的电池包、电机控制机,其工作温度可达175℃,漏电流较普通产品降低约90%,有效避免车载电池包与电机控制系统在高温环境下出现热失控。而YQ系列平衡型SBD通过沟槽工艺同步优化正向压降与反向漏电流,改善高频开关损耗,适用于汽车前照灯等升压驱动场景。罗姆还展示了YQ系列平衡型SBD在汽车前罩灯升压驱动的评估板。
目前,罗姆的MOSFET产品已演进至第六代,采用屏蔽栅/分离栅沟槽技术和铜夹板封装,显著降低寄生电容与导通阻抗,提升开关性能与电流承载能力。产品覆盖低压与高压应用,包括适用于电源电路的YN系列快速开关型超级结MOS(PrestoMOS™,耐压600V/650V),以及集成双通道的N+N/N+P结构MOS,助力三相无刷电机和H桥驱动实现小型化设计。
其中,PrestoMOS™系列产品内置利用罗姆专利技术做成的快速二极管,是专为实现电机及逆变器的节能化而开发的元器件。适用于空调、冰箱、洗衣机、太阳能发电等使用的电机及逆变器电路和图腾柱型PFC电路、LLC电路。
IGBT方面,RGA系列针对电动压缩机、加热器及工业逆变器设计,具备10µsec.(Tj=25℃时)短路耐受能力和低至1.6V的导通损耗,支持三引脚与四引脚封装,四引脚版本可进一步降低开关损耗。
另外,罗姆还推出集成驱动器与保护电路的智能功率模块(IPM),具备高精度温度监测与防误装识别功能,在保持低噪声的同时提升系统可靠性,广泛适用于白色家电(如冰箱压缩机)及工业电机驱动领域。
小结:
本次展会,罗姆不仅展示了从革命性的SiC模块、成熟的EcoGaN™平台到完整的硅基功率器件产品组合,更清晰地传递出其致力于通过技术创新推动全球节能降耗的企业愿景。无论是提升单点器件性能,还是通过高度集成的“三合一”方案优化系统级应用,罗姆正以其全面的技术布局和深厚积累,不断拓展功率半导体的性能边界。可以预见,这些高效、紧凑的功率解决方案将很快落地生根,为从汽车工业到千家万户的各类电子设备,注入更绿色、更强大的“芯”动力。