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    NCS-E1MDA-801A NEX-SRT 日機電裝驅動器|可維修 NCS-E1MDA-801A NEX-SRT中心郭：，在日本Synopsys于2010年7月9日在東京舉辦的“Synopsys TCAD Seminar 2010”研討會上，日本電裝就IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）的技術開發史發表了演講。演講的標題為“跨越1/4世紀的IGBT技術開發軌跡（1984～2009年）——沒有TCAD，IGBT就不會有今天”。演講者是在日本電裝長年開發IGBT的該公司元器件開發部第2開發室（兼）電氣開發部第2開發室主任戶倉規仁。     戶倉介紹說日本電子設備廠商、特別是東芝一直著上世紀80年代后期以后的IGBT開發。戶倉表示，以堪稱IGBT開發*人的中川明夫為代表，東芝區區數人的團隊取得了里程碑式的成果。在此過程中，仿真工具（TCAD）是IGBT技術人員的助手。現在，在IGBT破壞分析以及新構造提案中，TCAD是必需的手段。例如，東芝于1993年發布的IEGT（Injection Enhanced Gate Transistor），在實體元器件運行實證的2年多以前，就通過仿真對運行進行了驗證。IEGT成了現在廣泛使用的溝道型IGBT的基本原理。     在上世紀80～90年代，仿真時不得不使用比目前電腦的性能還要差得多的超級計算機。例如，中川在上世紀80年代利用工作頻率只有區區數十MHz的計算機，成功地進行了GTO（Gate Turn Off Thyristor）的切斷（Turn Off）動作的仿真。據稱，這是一項堪稱功率半導體仿真分析的成果。     作為IGBT的后繼技術，近期SiC及GaN等采用寬禁帶（Wide Gap）半導體的MOS FET頗受關注  ——采用SiC及GaN的功率半導體即將迎來實用階段。特別是SiC在汽車用途方面被寄予了厚望。你怎么看SiC的發展潛力？     在汽車領域，目前很難想像SiC-MOSFET取代大部分硅制IGBT的狀況出現。 即使汽車廠商在不久的將來會采用SiC-MOSFET，但至少zui初旨在宣傳通過配備SiC-MOSFET的汽車量產化于業界這一點的旗艦產品的意味會比較強。目前，SiC-MOSFET不僅成本比硅制IGBT高得多，柵極絕緣膜可靠性的保證以及相應封裝技術的開發等有待解決的問題還很多。特別是，在功率半導體方面封裝技術非常重要。這是因為，作為封裝可提供什么樣的功能，對客戶而言是zui重要的一點。SiC不能直接沿用在硅材料上培育出的封裝技術。即使單就釬焊材料這一點來看，可支持SiC的好材料尚未出現，這是不爭的事實。SiC與硅之間的這一點差異相當大。另一方面，硅制IGBT還有性能提升的余地。有的理論預測甚至認為其可實現超過SiC及GaN的性能。我不認為硅制IGBT會那么輕易地被SiC-MOS FET所取代。   ——雖然SiC-MOSFET尚未實用化，但SiC二極管投產的事例卻日益增多。有沒有首先SiC二極管在汽車上得到采用的可能性？     有這個可能性。這是我的一己之見，也許zui早在這2～3年以內汽車廠商就 會采用SiC二極管。這是因為，如果與MOSFET相比，二極管目前以以較高的成品率進行制造在技術上是可行的。MOSFET如果SiC底板上存在缺陷，便根本無法提高成品率，但如果是二極管，則比較不容易受到底板缺陷的影響。然而，SiC二極管的噪聲有可能比硅二極管更大的擔憂也并非不存在。   ——日本電裝在SiC方面會采取哪些舉措？     我目前負責的是硅制IGBT部門，SiC由別的部門負責進行開發。兩個部門 目前處于分別進行開發的狀況下。SiC尚處于研究開發階段，而不是馬上可將技術移交給生產線及業務部的階段。當然，如果客戶有關于SiC的具體詢價的話，我們會建立相應的應對體制。  ——對于GaN你是怎么看的？     近年來，我開始覺得也許GaN比SiC有更大的發展潛力。2009年，出現了 采用GaN的常閉（Normally Off）型MOS FET的開發事例。這可以稱為采用GaN的功率半導體開發的一大里程碑。在比以往設想的耐壓更大的領域，GaN-MOS FET有了被采用的可能。由于與SiC-MOS FET為縱向型元器件不同，GaN-MOS FET為橫向型元器件，因而容易將外圍芯片集成在同一底板上。這一點很有吸引力。由于可采用硅底板，因此不會像SiC那樣受到底板尺寸的限制。將來在汽車領域，有可能分為SiC-MOS FET及GaN-MOS FET分別采用。   ——今后SiC-MOS FET何時實現實用化將成為關注的焦點。雖說在此項技術的開發方面日本廠商一步，但要想在實用化方面于海外廠商，必需做到什么？     剛才我說到，硅制IGBT還不會讓位給SiC-MOS FET，當然，在像SiC-MOS  FET這樣的新技術開發方面，業界今后的全力投入非常重要。在這種新技術的開發方面，業界合作至關重要的同時，說到底必要的資金投入也*。近日，三菱電機宣布將構筑SiC功率半導體的試制生產線，以及向這方面的開發投入100億日元以上。該公司雖然在開始開發SiC功率半導體方面不一定是*，但上述舉措可能意味著其將憑借電力電子（Power Electronics）領域的優勢全力開發SiC功率半導體。對于這種果斷的投資決策，如果考慮到業界的將來我覺得應予以高度評價。

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