超高功率密度SiC模块，助力电动车主逆变器小型化

市场研究报告显示，全球碳化硅MOSFET市场销售额在2023年达到了4.2亿美元，并预计到2030年将达到13亿美元，年复合增长率（CAGR）为17.0%。这表明碳化硅MOSFET市场呈现出强劲的增长势头。地区层面来看，中国市场在过去几年变化较快，预计2030年将达到一定的市场规模，届时全球占比将有所增加。

碳化硅（SiC）作为一种第三代半导体材料，具有耐高压、耐高频的特性，相比传统的硅基半导体，碳化硅MOSFET在功率转换效率、损耗降低方面表现出色，这使得它在新能源汽车、电力电子设备等领域有着广泛的应用前景。随着新能源汽车市场的快速增长，碳化硅MOSFET的需求也在不断增加，尤其是在需要高效率、高可靠性的应用场景中，碳化硅MOSFET的优势更加明显。

碳化硅功率器件主要应用于新能源车的电驱电控系统，相较于传统硅基功率半导体器件，碳化硅功率器件在耐压等级、开关损耗和耐高温性方面具备许多明显的优势，有助于实现新能源车电力电子驱动系统轻量化、高效化，它广泛应用于新能源车的主驱逆变器、OBC、DC/DC 转换器和非车载充电桩等关键电驱电控部件。

为了更好地推动SiC产品研发落地和业务开展，全球知名半导体制造商罗姆（ROHM）推出了EcoSiC™品牌，该品牌设计理念和来源颇具深意。EcoSiC™这一名称由两部分组成：“Eco”寓意“环保、生态”，而“SiC”则是罗姆公司重点发展的碳化硅技术。

具体来说，“EcoSiC™”中的“E”代表地球和元器件，蓝色底色象征着罗姆对未来技术创新的追求以及对环境保护的承诺。“SiC”中的“i”字母上方的点采用了六边形设计，这是因为目前主流的碳化硅器件均为6H-SiC结构。通过这一独特的设计，罗姆希望EcoSiC™能够引领碳化硅技术向着更加创新、环保和生态友好的方向发展。

高功率密度SiC封装模块，助力电动车小型化

从电动汽车的发展历程来看，起初，电动车的核心部件主要采用硅基器件。近年来，随着碳化硅技术的不断进步和成本的逐步降低，碳化硅器件的应用范围已不再局限于高端车型，而是逐渐普及到了中低端及低压平台。碳化硅模块的应用范围和市场需求持续扩大。

在此背景下，罗姆公司经过多年深入的市场调研和技术研发，经过多轮验证后，推出了最新的SiC技术成果——“TRCDRIVE pack™”产品。这一名称中的“TRC”代表牵引，“DRIVE”代表驱动，该产品是专门为电动汽车主逆变器设计的解决方案，旨在解决客户在实际应用中的痛点并满足其具体需求。

TRCDRIVE pack™系列产品有四个特点：

首先是小型化方面的创新。“TRCDRIVE pack™”产品芯片内部进行了优秀的均流设计，将主电流路径与控制信号路径分离，这是罗姆的最大创新点之一。传统的信号线通常从侧面引出，而罗姆将信号线设计在顶部，这使得模块的整体尺寸减少28%。这一设计主要得益于press fit pin工艺的应用。“TRCDRIVE pack™”产品采用了罗姆的第四代SiC MOSFET，其主要特点是在单位面积下的导通电阻达到了业内领先水平，从而实现了更低的导通损耗和开关损耗。这使得产品不仅能够实现小型化，还能提供更高的输出电流能力。

下图是二合一SiC封装型模块“TRCDRIVE pack™”的真实产品图，可以非常明显地看到，和传统SiC模块不同，罗姆SiC封装型模块“TRCDRIVE pack™”体积更小，且模块顶部配备了“Press fit pin”方式的控制用信号引脚。

其次，“TRCDRIVE pack™”产品实现了高功率密度，通过采用Cu Clip布线技术，该模块能够承载更大的电流，是传统产品功率密度1.5倍左右，普通产品可能出300A电流，同样面积的模块，“TRCDRIVE pack™”可以出450A的电流。此外，“TRCDRIVE pack™”对内部Clip结构进行了优化，采用了三维设计，并对功率端子进行了改进，使其不同于传统的NPN连接方式。这些改进旨在帮助客户在实际应用中实现更高的功率密度。同时，“TRCDRIVE pack™”选用了耐高温、高性能的树脂材料，有助于解决高温环境下的应用问题。

第三，减少安装工时。“TRCDRIVE pack™”采用的press fit pin技术可以直接从上方压接，极大地简化了安装过程。如果信号pin从侧面引出，则可能需要使用弯角连接器才能实现从上方压接，或者需要将PCB板侧面安装，这两种方式都不太方便。

相比之下，采用Press fit pin技术，驱动板可以直接放置在上方，功率端子则位于两侧。这种设计不仅简化了安装步骤，还对电控系统的小型化设计非常友好。它不仅节省了空间，还提高了整体布局的灵活性和便捷性，更适合现代紧凑型电子设备的需求。

最后一个优点是便于大规模生产。由于“TRCDRIVE pack™”采用了塑封技术，相比传统的灌胶模块，生产工艺更为简便。从成本控制和批量生产的角度来看，这一设计带来了显著的优势。

多款规格选择，适配不同应用场景

针对不同应用场景，罗姆推出的“TRCDRIVE pack™”产品阵容可以分为两个耐压级别：一是750V，二是1200V。目前许多汽车厂商在400V平台上也开始采用碳化硅技术，罗姆提前预见了这一市场需求。其中，750V版本适用于低压平台，而1200V版本则针对高压平台。

此外，产品阵容还包括两种不同的尺寸：一种较小，另一种较大。这两种尺寸主要针对不同的功率需求。普通轿车可以使用较小的模块，而高性能车型如超跑或SUV，则可使用较大的模块，以适应更高的输出功率。最大输出电流可以达到700A以上。

在该系列产品的基础上，罗姆还计划在2024年内开发出封装尺寸和安装模式不同的共12款碳化硅模块产品。此外，目前，罗姆正在开发配有散热器的六合一模块，并将于2024年第二季度开始供应样品，相比以往的SiC壳体型模块，功率密度将达1.3倍，将进一步加快符合规格要求的牵引逆变器设计速度和产品阵容扩展。

值得注意的是，在当前竞争激烈的市场环境中，单一产品的推出已不足以应对挑战。因此，罗姆不仅注重产品本身，还在应用与服务层面提供了全面的支持。为了加速TRCDRIVE pack™产品的评估和应用，罗姆提供了多种支持资源：其中包括提供电机测试设备，从仿真到热设计的丰富解决方案，还有双脉冲测试用和三相全桥用的两种评估套件，从而支持在接近实际电路条件的状态下进行评估。

结语：

EcoSiC™品牌的推出，展示了罗姆从晶圆生产到制造工艺、封装再到产品设计的全方位战略布局，彰显了公司在全球SiC器件发展中的领导地位。二合一SiC封装型模块“TRCDRIVE pack™”充分体现了EcoSiC™品牌的先进性，特别是在终端用户极为关注的体积和散热问题上提供了卓越的解决方案，助力实现更高的功率密度。

通过这一系列创新，罗姆不仅提升了产品的性能和可靠性，还为客户在实际应用中带来了更高效、更紧凑的解决方案，推动了整个行业向更高标准迈进。