日本MOSFET从制造到封装的市场结构
电子发烧友网报道(文字/李宁远)MOSFET将输入电压的变化转化为输出电流的变化,起到开关或放大的作用。由于MOSFET器件是压控器件,在应用中易于控制,且MOSFET工作频率高,满足了功率器件高频化发展的需要。
到目前为止,MOSFET已经广泛应用于中小功率场合,如电脑电源、家用电器等。它具有驱动功率低、关断电流能力强、开关速度快、损耗低、无二次击穿等优点。在广大的中低压应用中,无论是消费电子、家电还是嵌入式系统,MOSFET都占据着巨大的市场份额。
上一期提到,MOSFET的市场结构以欧美部门和日系为主,欧美的英飞凌和安森美稳居前两位,其次是日本的瑞萨、东芝和罗姆。与欧美厂商类似,日本厂商拥有先进的技术和制造工艺,在质量管理上力求精益求精。他们也是全球功率半导体高端MOSFET的主要供应商。
ROHM MOSFET系列
罗姆最重要的武器是SiC,其MOSFET的特点是导通电阻低,开关速度快。ROHM MOSFET系列在全球范围内极具竞争力。目前,Roma的MOSFET产品矩阵范围从小信号产品到800V高耐压产品,提供了各种电压的产品阵容,以及适用于电源、电机等各种用途的广泛产品。
BSS138BKWT106是ROHM最新的单N沟道60V MOSFET,采用UMT3封装,主要用于开关电路、低压侧负载开关和继电器驱动器。
BSS138BKWT106在换算上优于同系列产品。官方描述用“非常快”来描述器件的转换性能,同时配备了超低电压驱动器,仅为2.5V,BSS138BKWT106的最大RDS(on)为0.68,而最小热阻RthJA仅为416/W.该值代表器件出色的热性能。在超低电压驱动下,BSS138BKWT106可提供高达2kV的ESD保护。
ROHM额定电压为600 ~ 800 v的功率MOSFET产品采用了超级结技术,正是通过这项技术,ROHM的产品实现了高速开关和低导通电阻性能,大大降低了应用损耗。此处选择ROHM PrestoMOS R6004JND3。R6004JND3是一系列低导通电阻、快速开关的功率MOSFET。PrestoMOS系列内置了由Roma专利技术制成的快速二极管,解决了节能问题。
R6004JND3的载流量约为4A,最受关注的RDS(on)最大值仅为1.43。可以说确实实现了低导通。由于内置了专利快二极管,该装置的能耗也很低,额定工况下仅为60W。数据显示,产品的节能实际上已经实现。此外,该装置还具有反向恢复时间快的特点。封装使用的TO252/,也常用于功率晶体管和稳压芯片,是目前主流的封装之一。
RENESAS MOSFET系列
瑞萨电子的前身是日立半导体部门与知名科技企业三菱电机半导体部门的合并,业务覆盖无线网络、汽车、消费和工业市场等多个领域。日本半导体的继承者Renesas在MOSFET商业化方面高度可靠。
2SK1317,瑞萨高压Nch MOSFET器件。除了低导通电阻和高速开关这两个共同特点外,2SK1317比同类产品具有更高的鲁棒性。
2SK1317是一款击穿电压高达1500V的器件,可以在低电流下驱动。峰值电流可达7A。RDS(开)的典型值为9 ,最大值为12 。在高电压下,它仍然保持低导通电阻。器件封装过程中使用的TO-3P是中高压大电流MOS管常用的封装形式,在耐压和耐击穿方面具有很高的适应性。
Renesas在包装技术方面有许多独特的技能。WPAK是瑞萨公司开发的一种高散热封装。芯片散热板通过封装焊接在主板上,主板散热,使小封装的WPAK可以达到D-PAK的输出电流,降低布线电感。LFPAK和LFPAK-I是瑞萨公司开发的另外两个与SO-8兼容的小封装。LFPAK与D-PAK相似,但比D-PAK小。瑞萨的LFPAK-I封装是冷却技术中具有代表性的技术之一。不难看出,日本企业在细节上还是可以下功夫的。
东芝MOSFET系列。
东芝在分立半导体领域一直充满野心。此前有人提出,2021年分立半导体元器件销售额将达到2000亿日元。东芝的12V-300V MOSFET延续了每一代的沟道结构和制造工艺,稳定降低了低压功率MOSFET的漏源导通电阻RDS(ON)。400伏-900伏金属氧化物半导体场效应晶体管为高输出应用提供超结金属氧化物半导体场效应晶体管,而为低输出应用提供D-金属氧化物半导体场效应晶体管。
在12V-300V范围内,东芝MOSFET提供高速、低漏源导通电阻特性和低尖峰类型,并具有优化的缓冲常数。在东芝系列产品中,开关损耗和噪声性能也非常好。
TPH2R408QM是东芝采用最新一代技术制造的80V U-MOSX-H系列产品。RDS(ON)和RDS(ON)Qg等交换机应用中的关键指标在新一代工艺下取得了长足的进步。
TPH2R408QM的RDS(ON)导通电阻(典型值)为1.9,在如此低的导通电阻下,器件的总栅极电荷Qg也很低,只有87nC。这得益于U-MOAX-H系列采用的细间距技术,优化了电池结构。降低无线电数据系统(开),Qg。
,降低了主要损耗,提高设备的效率并且降低器件温度。除此之外,新的结构工艺和封装工艺下的TPH2R408QM拥有175℃超高的额定结温。小结
从本期日系厂商的MOSFET产品系列可以看出,在功率半导体领域日系企业仍然表现强势。各大厂商都有自己的特长,有些在封装上独具匠心,有些在结构工艺上领先行业。虽然在市占上略微不及欧美系,但整体实力强劲且后劲十足。
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