功率半導(dǎo)體技術(shù)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
功率半導(dǎo)體技術(shù)的視頻教程
半導(dǎo)體器件的功率循環(huán)及熱可靠性測(cè)試
本視頻介紹了半導(dǎo)體器件的功率循環(huán)及熱可靠性測(cè)試流程。 第一步：將待測(cè)器件與POWERTESTER連接，輸入相關(guān)參數(shù)，校準(zhǔn)K系數(shù)（溫度敏感因子） 第二步：通過(guò)測(cè)試平臺(tái)內(nèi)置的觸摸屏電腦，設(shè)置待測(cè)器件的循環(huán)策略，啟動(dòng)設(shè)備，進(jìn)行全自動(dòng)熱瞬態(tài)及功率循環(huán)測(cè)試 第三步：數(shù)據(jù)分析（支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出，進(jìn)行結(jié)構(gòu)函數(shù)分析、生成熱模型等）
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動(dòng)態(tài)電功率測(cè)試技術(shù)
隨著電力電子技術(shù)及高速開(kāi)關(guān)器件的進(jìn)步，電動(dòng)汽車、機(jī)器人等高動(dòng)態(tài)應(yīng)用對(duì)非穩(wěn)態(tài)功率分析的需求日益顯著。傳統(tǒng)功率測(cè)試方法基于基頻周期的固定時(shí)長(zhǎng)平均，存在高延遲（需等待完整周期完成），無(wú)法捕捉瞬態(tài)過(guò)程（如電機(jī)啟動(dòng)、負(fù)載突變），且效率MAP圖測(cè)試耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)。 本次講演將介紹兩種動(dòng)態(tài)功率測(cè)量方案： 1.
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功率半導(dǎo)體技術(shù)的實(shí)例教程
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的升級(jí)與發(fā)展，功率半導(dǎo)體已經(jīng)成為推動(dòng)新能源汽車和智能汽車產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵因素。汽車不再只是單純的交通工具，而是逐漸演變?yōu)橐粋€(gè)智能移動(dòng)空間，集成了多種先進(jìn)技術(shù)和功能。特別是在新能源汽車領(lǐng)域，功率半導(dǎo)體在提升能源效率和車輛性能方面起到了至關(guān)重要的作用。
在全球新能源車市場(chǎng)快速擴(kuò)張的背景下，中國(guó)市場(chǎng)表現(xiàn)尤為突出。隨著國(guó)家政策的大力支持和市場(chǎng)需求的不斷增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。然而，功率半導(dǎo)體行業(yè)也面臨著激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和技術(shù)更新的挑戰(zhàn)。車企需要在保障產(chǎn)品性能和可靠性的同時(shí)，不斷推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，以應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化和需求升級(jí)。
為推動(dòng)新能源汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，2025年11月20日至22日，亞洲領(lǐng)先的車用功率半導(dǎo)體技術(shù)專業(yè)展，將在廣州保利世貿(mào)博覽館盛大召開(kāi)。隸屬于AUTO TECH 展系列的AUTO TECH 2025 廣州國(guó)際新能源汽車功率半導(dǎo)體技術(shù)展覽會(huì)，展品覆蓋車用功率器件IGBT/MOSFET、SiC、GaN、基礎(chǔ)功率器件、材料、封裝測(cè)試、生產(chǎn)設(shè)備、散熱管理等技術(shù)產(chǎn)品，組委會(huì)將邀請(qǐng)比亞迪、廣汽埃安、特斯拉、豐田、小鵬、理想、小米、極氪、長(zhǎng)城、上汽、本田、日產(chǎn)、大眾、寶馬、蔚來(lái)、華為、匯川技術(shù)、寧德時(shí)代、博世、英飛凌、電裝、瑞薩、安森美、意法半導(dǎo)體等汽車OEM廠商及Tier1 & 2 零部件供應(yīng)商的上萬(wàn)名采購(gòu)、技術(shù)工程師匯聚一堂，參加展會(huì)以尋求供應(yīng)商及合作伙伴。同期還將舉辦2025中國(guó)新能源汽車功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)論壇，為廣大汽車行業(yè)人士奉送一場(chǎng)“美味佳肴”。誠(chéng)邀廣大同仁共同探索新能源汽車功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)發(fā)展，您豈能錯(cuò)過(guò)！
AUTO TECH 2025 華南展——誠(chéng)邀您與行業(yè)同仁一道共迎汽車人的行業(yè)盛會(huì)，奏響汽車產(chǎn)業(yè)新篇章。
展開(kāi) 2025 亞洲國(guó)際功率半導(dǎo)體、材料及裝備技術(shù)展覽會(huì)，以“聚焦前沿技術(shù)突破，賦能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新融合”為主題。將于2025年11月20-22日在廣州保利世貿(mào)博覽館盛大召開(kāi)！
APSME 2025 亞洲國(guó)際功率半導(dǎo)體、材料及裝備技術(shù)展覽會(huì)匯聚全球優(yōu)質(zhì)品牌廠商齊聚現(xiàn)場(chǎng)，打造功率半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新展示、一站式采購(gòu)及技術(shù)交流平臺(tái)，集中展示半導(dǎo)體器件、功率模塊、材料、封裝技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備、散熱管理等熱門產(chǎn)品，致力于先進(jìn)半導(dǎo)體器件、封裝測(cè)試、工藝流程、創(chuàng)新應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)鏈間的合作，為上游及材料設(shè)備搭建交流協(xié)作的橋梁。展會(huì)期間還將舉辦一系列技術(shù)論壇，展示全球產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)及未來(lái)技術(shù)趨勢(shì)。
展開(kāi) 摘要：介紹了現(xiàn)代硅基大功率半導(dǎo)體器件的歷史演變和新型器件結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展，以及寬禁帶半導(dǎo)體材料和器件的現(xiàn)狀；闡述了國(guó)內(nèi)大功率半導(dǎo)體器件在軌道交通、直流輸電和新能源汽車等領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)展和應(yīng)用現(xiàn)狀；最后討論了大功率半導(dǎo)體技術(shù)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢(shì)。
0 引言
經(jīng)過(guò) 60 余年的技術(shù)發(fā)展，大功率半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種硅（Si）基功率器件，單極型器件以金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管（Metal Oxide Semiconductor,MOS）為代表，雙極型器件包括二極管、功率晶體管和晶閘管等，復(fù)合型器件包括絕緣柵雙極晶體管（Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT）等。圍繞功率轉(zhuǎn)換，功率半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)和工藝以提高功率容量、增大功率密度、降低功率損耗和提升能源轉(zhuǎn)換效率為主要的技術(shù)發(fā)展方向 [1-2] 。
功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展不斷推動(dòng)著能源技術(shù)和軌道牽引傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。1957 年晶閘管的發(fā)明使得牽引傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)入電力電子技術(shù)時(shí)代 [1]，晶閘管的誕生促進(jìn)了交直傳動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。1965 年第 1 臺(tái)晶閘管整流機(jī)車問(wèn)世，同時(shí)全球也興起了單相工頻交流電網(wǎng)電氣化的高潮。20 世紀(jì) 70 年代初，大功率晶閘管特別是門極可關(guān)斷晶閘管（Gate Turn-off Thyristor, GTO）的出現(xiàn)和微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了交流傳動(dòng)技術(shù)逐步取代交直傳動(dòng)技術(shù)。20 世紀(jì) 90 年代中期，隨著高壓 IGBT 技術(shù)的成熟，交流傳動(dòng)功率開(kāi)關(guān)器件被 IGBT 所取代，在高速、重載和城市軌道交通等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
展開(kāi) 摘要：介紹了現(xiàn)代硅基大功率半導(dǎo)體器件的歷史演變和新型器件結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展，以及寬禁帶半導(dǎo)體材料和器件的現(xiàn)狀；闡述了國(guó)內(nèi)大功率半導(dǎo)體器件在軌道交通、直流輸電和新能源汽車等領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)展和應(yīng)用現(xiàn)狀；最后討論了大功率半導(dǎo)體技術(shù)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞：功率半導(dǎo)體器件；硅材料；晶閘管；門極可關(guān)斷晶閘管；集成門極換流晶閘管；絕緣柵雙極晶體管；金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管；寬禁帶
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引言
經(jīng)過(guò) 60 余年的技術(shù)發(fā)展，大功率半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種硅（Si）基功率器件，單極型器件以金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管（Metal Oxide Semiconductor,MOS）為代表，雙極型器件包括二極管、功率晶體管和晶閘管等，復(fù)合型器件包括絕緣柵雙極晶體管（Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT）等。圍繞功率轉(zhuǎn)換，功率半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)和工藝以提高功率容量、增大功率密度、降低功率損耗和提升能源轉(zhuǎn)換效率為主要的技術(shù)發(fā)展方向。
功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展不斷推動(dòng)著能源技術(shù)和軌道牽引傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。1957 年晶閘管的發(fā)明使得牽引傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)入電力電子技術(shù)時(shí)代，晶閘管的誕生促進(jìn)了交直傳動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。1965 年第 1 臺(tái)晶閘管整流機(jī)車問(wèn)世，同時(shí)全球也興起了單相工頻交流電網(wǎng)電氣化的高潮。20 世紀(jì) 70 年代初，大功率晶閘管特別是門極可關(guān)斷晶閘管（Gate Turn-off Thyristor, GTO）的出現(xiàn)和微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了交流傳動(dòng)技術(shù)逐步取代交直傳動(dòng)技術(shù)。20 世紀(jì) 90 年代中期，隨著高壓 IGBT 技術(shù)的成熟，交流傳動(dòng)功率開(kāi)關(guān)器件被 IGBT 所取代，在高速、重載和城市軌道交通等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
展開(kāi) 隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信、智能家居、汽車電子等行業(yè)的技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)增長(zhǎng)，我國(guó)功率半導(dǎo)體技術(shù)水平也將不斷提升，為國(guó)內(nèi)功率半導(dǎo)體相關(guān)企業(yè)贏得更多的發(fā)展機(jī)遇。
無(wú)疑功率半導(dǎo)體行業(yè)有巨大的發(fā)展機(jī)遇，可是目前全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)，仍然是被外國(guó)巨頭所把持。功率半導(dǎo)體廠商以歐美日為主，中國(guó)廠商起步較晚，技術(shù)積累與歐美日廠商差距較大。
以英飛凌、安森美等企業(yè)為代表的龍頭廠商均為IDM模式，擁有完整的晶圓廠、芯片制造廠和封裝廠，對(duì)成本和質(zhì)量控制能力很強(qiáng)。它們的產(chǎn)品定位高端，競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。中國(guó)大陸的廠商IDM和Fabless模式兼有，產(chǎn)品以晶閘管、二極管等分立器件和低壓MOSFET為主。
功率半導(dǎo)體實(shí)際呈現(xiàn)供需嚴(yán)重不匹配的局面。從供給來(lái)看，大陸廠商市場(chǎng)份額約10%，歐美日廠商占據(jù)全球功率半導(dǎo)體70%的市場(chǎng)份額，在IGBT和中高壓MOSFET細(xì)分領(lǐng)域市場(chǎng)份額超八成。大陸以二極管、低壓MOSFET、晶閘管等中低端功率半導(dǎo)體為主，占據(jù)全球10%的市場(chǎng)份額。
從需求來(lái)看，中國(guó)是全球最大的功率器件市場(chǎng)，占據(jù)全球39%市場(chǎng)份額。日本第二，占18%，歐洲和美國(guó)分列三四位，占比分別為17%和8%，其他地區(qū)占比18%。
目前國(guó)內(nèi)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)的主要參與者仍主要為歐美企業(yè)，其中德州儀器、安森美、商升特半導(dǎo)體、安世半導(dǎo)體均為全球知名半導(dǎo)體企業(yè)，其業(yè)務(wù)規(guī)模要遠(yuǎn)比中國(guó)大陸的企業(yè)大得多。
據(jù)招股書(shū)信息顯示，預(yù)計(jì)芯導(dǎo)科技募集資金4.4376億元，用于投資發(fā)展項(xiàng)目，包括高性能分立功率器件開(kāi)發(fā)和升級(jí)、高性能數(shù)模混合電源管理芯片開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化、硅基氮化鎵高電子遷移率功率器件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目、研發(fā)中心建設(shè)項(xiàng)目。
展開(kāi) 
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功率半導(dǎo)體技術(shù)的最新內(nèi)容
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<p style="margin-top: 20px; margin-bottom: 20px; border: 0px;">7.1 汽車功率半導(dǎo)體技術(shù)：IGBT/MOSFET、功率IC等、第三代半導(dǎo)體材料（SiC/GaN）及器件、車用LED芯片/光源/Mini/Micro LED、封裝測(cè)試、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)設(shè)備等；</p>
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3.1 汽車功率半導(dǎo)體技術(shù)：IGBT/MOSFET、功率IC等、第三代半導(dǎo)體材料（SiC/GaN）及器件、車用LED芯片/光源/Mini/Micro LED、封裝測(cè)試、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)設(shè)備等；
4、 汽車輕量化技術(shù)及汽車材料：金屬材料、塑料、發(fā)泡材料、復(fù)合材料、輕量化零部件、車身連接技術(shù)等；
4.1 汽車用鋼專題展示區(qū): 先進(jìn)高強(qiáng)鋼、超高強(qiáng)鋼、高錳鋼、汽車板材、不銹鋼及全套解決方案
2025大賽優(yōu)秀作品 | 基于多物理場(chǎng)仿真技術(shù)的高速動(dòng)車用功率器件主端子連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)4個(gè)月前
“Ansys 2025 全球仿真大會(huì)”仿真應(yīng)用大賽優(yōu)秀作品展示
本屆仿真應(yīng)用大賽最終評(píng)選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎(jiǎng)及行業(yè)最佳實(shí)踐獎(jiǎng)。近 200 位來(lái)自汽車、半導(dǎo)體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實(shí)踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無(wú)限潛能。我們將陸續(xù)為大家分享獲獎(jiǎng)佳作，帶您一同領(lǐng)略仿真賦能創(chuàng)新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感
?中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)鏈發(fā)展論壇
?功率半導(dǎo)體IGBT/SiC 產(chǎn)業(yè)論壇
?化合物半導(dǎo)體技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展論壇
?AI加速半導(dǎo)體材料創(chuàng)新發(fā)展論壇
?功率mosfet-Si硅/SiC碳化硅|半導(dǎo)體功率器件技術(shù)論壇
?碳化硅襯底材料生長(zhǎng)與加工技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展論壇
?第三代半導(dǎo)體材料制造與裝備技術(shù)高峰論壇
?半導(dǎo)體器件性能開(kāi)發(fā)與測(cè)試技術(shù)論壇
※ 展會(huì)優(yōu)勢(shì)
JCMSuite應(yīng)用-高功率半導(dǎo)體激光器8個(gè)月前
在本教程項(xiàng)目中，我們研究了加熱對(duì)實(shí)際二極管激光器模式輪廓的影響，即熱透鏡。溫度的變化會(huì)引起材料折射率的變化。這當(dāng)然會(huì)影響波導(dǎo)模式的形狀和傳播常數(shù)。通常加熱會(huì)增加折射率，從而導(dǎo)致模式的橫向壓縮.
下圖是我們分析的超大型光波導(dǎo)激光器的截面：
二極管激光器由一個(gè)pn-結(jié)組成。用于激光模式的橫向波導(dǎo)是由蝕刻在結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)溝槽形成的。橫截面是由布局文件中的一些平行四邊形設(shè)置的
JCMSuite應(yīng)用-高功率半導(dǎo)體激光器8個(gè)月前
在本教程項(xiàng)目中，我們研究了加熱對(duì)實(shí)際二極管激光器模式輪廓的影響，即熱透鏡。溫度的變化會(huì)引起材料折射率的變化。這當(dāng)然會(huì)影響波導(dǎo)模式的形狀和傳播常數(shù)。通常加熱會(huì)增加折射率，從而導(dǎo)致模式的橫向壓縮.
下圖是我們分析的超大型光波導(dǎo)激光器的截面：
二極管激光器由一個(gè)pn-結(jié)組成。用于激光模式的橫向波導(dǎo)是由蝕刻在結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)溝槽形成的。橫截面是由布局文件中的一些平行四邊形設(shè)置的
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會(huì)議內(nèi)容
隨著電力電子技術(shù)及高速開(kāi)關(guān)器件的進(jìn)步，電動(dòng)汽車、機(jī)器人等高動(dòng)態(tài)應(yīng)用對(duì)非穩(wěn)態(tài)功率分析的需求日益顯著。傳統(tǒng)功率測(cè)試方法基于基頻周期的固定時(shí)長(zhǎng)平均，存在高延遲（需等待完整周期完成），無(wú)法捕捉瞬態(tài)過(guò)程（如電機(jī)啟動(dòng)、負(fù)載突變），且效率MAP圖測(cè)試耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)。本次講演將介紹兩種動(dòng)態(tài)功率測(cè)量方案：
基于基頻周期數(shù)（周期時(shí)長(zhǎng)可變
在本教程項(xiàng)目中，我們研究了加熱對(duì)實(shí)際二極管激光器模式輪廓的影響，即熱透鏡。溫度的變化會(huì)引起材料折射率的變化。這當(dāng)然會(huì)影響波導(dǎo)模式的形狀和傳播常數(shù)。通常加熱會(huì)增加折射率，從而導(dǎo)致模式的橫向壓縮.
下圖是我們分析的超大型光波導(dǎo)激光器的截面：
二極管激光器由一個(gè)pn-結(jié)組成。用于激光模式的橫向波導(dǎo)是由蝕刻在結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)溝槽形成的。橫截面是由布局文件中的一些平行四邊形設(shè)置的
武漢電子展 | 2025武漢國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)與電子技術(shù)博覽會(huì)（OVC），5月引領(lǐng)半導(dǎo)體行業(yè)新變革
隨著全球數(shù)字化轉(zhuǎn)型的加速，半導(dǎo)體行業(yè)正迎來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇。據(jù)市場(chǎng)分析，預(yù)計(jì)2025年中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)整體預(yù)計(jì)回落17%，但企業(yè)收入占比有望大幅上升，國(guó)產(chǎn)化率有望大幅提升。政策支持下，本土產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，加強(qiáng)自身半導(dǎo)體能力建設(shè)。同時(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，人工智能加速落地，邊緣算力成為發(fā)展重點(diǎn)
2025武漢國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)與電子技術(shù)博覽會(huì)（OVC）：為中西部電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展賦能
在2025年5月15日至17日，武漢將迎來(lái)一場(chǎng)備受矚目的行業(yè)盛會(huì)——2025武漢國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)與電子技術(shù)博覽會(huì)（OVC）。這場(chǎng)展會(huì)不僅是中西部地區(qū)電子信息產(chǎn)業(yè)的一次集中展示，更是全球半導(dǎo)體與電子技術(shù)交流合作的重要平臺(tái)。
【行業(yè)背景與發(fā)展趨勢(shì)】
隨著中國(guó)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的大趨勢(shì)和中西部地區(qū)加速開(kāi)放
