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以下完整內容發表在「SysPro電力電子技術」知識星球-《TMC2025記錄|功率半導體創新技術》系列- 文字原創，素材來源：TMC 現場記錄、廠商官網- 本篇為節選，完整內容會在知識星球發布，歡迎學習、交流

導語：6月初參加了第十七屆國際汽車動力系統技術年會（TMC2025），作為年會核心板塊的“新能源汽車及功率半導體協同創新技術論壇”，匯聚了英飛凌、Yole、比亞迪、吉利、理想、芯聯集成、采埃孚、羅姆、ST等全球頂尖企業，以及中國科學院、復旦大學等科研機構，圍繞第三代/第四代半導體材料應用、SiC/GaN功率模塊先進封裝革命、車規級芯片自主化等議題展開深度研討。
從SiC在電驅動系統的前沿應用，到CIPB功率芯片嵌入式封裝從實驗室到量產的創新突破；從基于氮化鎵 PCB嵌埋封裝在混合動力汽車的實踐，到SiC功率模塊先進封裝技術的最新成果。全方位呈現行業創新活力這場技術盛宴不僅揭示了功率半導體如何重塑新能源汽車的“心臟”，更勾勒出未來三年行業技術路線圖與產業生態重構方向在哪里？
我會用"三部曲"解讀本次TMC年會關于功率半導體相關議題的主要內容，看看這一年寬禁帶功率半導體發生了哪些有趣的故事？出現了哪些前瞻性的解決方案？又帶來了怎樣的技術革新？本篇為第二曲。

圖片來源：TMC

TMC2025觀察 | 功率半導體創新技術的20個前瞻故事（上篇）

TMC2025觀察 | 功率半導體創新技術的20個前瞻故事（中篇）

9. 大尺寸塑封SiC模塊：可靠性驗證與車規級量產挑戰

10. 理想汽車自研碳化硅功率模塊

11. 采埃孚芯片內嵌(CIPB)技術及展望

12. 極致成本、極致體積主驅電功率磚解決方案

13. 電驅應用SiC模塊的發展趨勢和核心競爭力

14. 無壓銀燒結在功率模塊的應用

TMC2025觀察 | 功率半導體創新技術的20個前瞻故事（下篇）

|SysPro備注：本文為概述，更多記錄與解讀請在知識星球中查閱

TMC2025觀察 | 功率半導體創新技術的20個前瞻故事

（中篇）

09 國揚電子

大尺寸塑封SiC模塊：可靠性驗證與車規級量產挑戰

揚州國揚電子的副總經理劉奧先生，為我們帶來了關于“大尺寸塑封SiC模塊：可靠性驗證與車規級量產挑戰”的主題報告。

在SiC MOSFET技術路線方面，主要分為DMOSFET和UMOSFET兩種結構，不同廠商有著各自的技術側重。而對于SiC MOSFET的關鍵科學問題，主要集中在材料缺陷、應力、摻雜的綜合調控及其與功率器件性能的關聯規律

1；MOS溝道輸運特性提升機制，即導通電阻 - 擊穿電壓的最優耦合關系

2；以及電、熱、濕氣機械綜合應力及惡劣工況下模塊失效機理

3，以便對芯片和模塊進行可靠性加固。

圖片來源：國揚電子

在模塊設計上，以國揚電子推出的兩款全塑封模塊為例，設計過程中需要重點關注模塊的寄生電感。通過實測和仿真相結合的手段，確保模塊的寄生電感滿足設計要求。同時，PC能力循環、H3TRB（高溫高濕反偏試驗）、TST（溫度循環試驗）能力等都是關鍵考核性指標。

圖片來源：國揚電子

進一步地，劉奧先生在PC能力循環、TST能力提升、均流能力提升、短路測試與結溫標定方面做了深入淺出的講解，為系統級應用提供了詳實的依據。特別針對客戶關心的問題，如SiC MOSFET正負電壓不對稱問題，為什么實際上負壓沒有寫到正壓那么高？在評價模塊出流能力時，不能僅僅看標稱的電流值，還應關注規格書上的標稱參數？背后依據是什么？在SiC的耐擊穿能力方面，各廠家在設計SiC模塊時，擊穿電壓一般要如何對待？最后，從Si轉向SiC時，需要注意哪些內容？

圖片來源：國揚電子

從產業基礎來看，國揚電子作為封測公司，其母公司中國電子科技集團在SiC芯片生產方面具有強大的實力。國揚電子實現了從外延片到SiC芯片，再到模塊的內部內循環，協同重點實驗室部門、電力電子部和國揚電子三個部門，共同推動SiC產業的發展。

在技術迭代方面，從早期的平面MOSFET到溝槽型SiC MOSFET，再到未來計劃發展的超結型SiC MOSFET，不斷追求更低的比導通電阻，以滿足電網等高壓領域的應用需求。同時，模塊也在向全塑封、扁平化方向發展，計劃推出性能更優的SiC模塊。

圖片來源：國揚電子

|SysPro備注：以上為概述，完整記錄與解讀知識星球中發布

10 理想汽車

理想汽車自研碳化硅功率模塊

理想汽車動力驅動電力電子開發總監袁寶成先生，為我們帶來了“理想汽車自研碳化硅功率模塊”這一主題。理想汽車在2021年年底正式立項自研碳化硅功率模塊，經過三年半的開發，該產品在2024年4月份正式批產，并將很快搭載純電車型對外批產交付。

圖片來源：理想汽車

理想汽車開發功率模塊主要基于三個方面的考慮：一是作為車企，希望通過自研掌握核心技術，提升產品競爭力；二是開發具有優勢的功率模塊，以滿足自身產品的需求；三是應對開發過程中的各種挑戰，實現技術突破。

理想汽車該功率模塊采用半橋塑封、全橋結構，尺寸小且容量大，系統電感達 10nH，這是如何實現的呢？袁先生從芯片銀燒結、銅夾互連、半橋塑封，經氣相焊連封閉銅冷板并采用基板直連技術等角度做了闡述，這些技術方案對于提升模塊性能起到了關鍵作用。

圖片來源：理想汽車

此外，電氣設計，聚焦提高開關速度，銅夾異型設計補償空間不對稱，三顆并聯芯片間用電壓均衡線確保電氣并聯可靠性，左右獨立控制引腳降低 AMB 走線面積、支持混合模塊開發。散熱設計，用封閉銅冷板，嵌焊形成封閉結構，消除泄漏風險，減少零件與組裝工序，組裝工序減 40%，模塊面積降 50%，還具備領先行業的升壓功能。

圖片來源：理想汽車

理想汽車認為，系統電感對 SiC 模塊更重要，通過優化相關設計使續航提升 1%。理想汽車從電容、模塊、互聯技術角度進行了系統優化。

圖片來源：理想汽車

在高質量、高可靠性上，理想汽車加大驗證數量，生命周期超1800 只全橋驗證，超過了一般意義上的10倍以上；開發了早期壽命分析模型；生產工藝100%自動化；多道檢測及老化保證質量（AOI光學檢測、SAT和AXI檢測，以及芯片、模塊級老化等手段）。

材料體系匹配上，采用全新涂層解決分層，局部結構強化形成互鎖，針對焊接可靠性開槽形成夾槽，還通過大量H3TRB 實驗解決了異物控制和離子污染問題。

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11 采埃孚

芯片內嵌(CIPB)技術及展望

采埃孚電驅事業部電控負責人苑紹志博士，為我們帶來了"芯片內嵌(CIPB)技術及展望”這一主題，進一步闡述了采埃孚在這一技術方向上的思考和進展。

苑紹志博士指出，衡量一個模塊好與壞，可以從單位面積、單位體積重量下的出流能力，模塊層級上的效率和單位電流下的成本，以及單位面積下的芯片出流能力等幾個方面進行考量。傳統的經典功率模塊雖然成熟，但在優化過程中面臨著物料成本、生產成本、投資成本、供應鏈體系復雜度以及實際應用過程中的時間和工程成本等諸多挑戰。

圖片來源：ZF

芯片內嵌技術，將芯片合理承載體放到PCB里面，利用PCB的絕緣、機械防護和電氣連接等天然優勢，實現更小、更輕、更靈活、更可靠的封裝形式。然而，該技術也面臨著一些挑戰，如：沒有完整的設計和測試標準，需要精細化多指標的尋優，PCB承載高壓高電流后關鍵材料的選擇以及散熱和絕緣之間的矛盾等。

圖片來源：ZF

苑博士指出，采埃孚的芯片內嵌方案，設立了非常苛刻的項目目標。包括將功率模塊尺寸減小60%，在同等使用條件下芯片出流能力提高30%，具備大批量投產的條件，采用平臺化、模塊化、可擴展性的理念，適用于不同的半導體封裝，并建立成熟的供應鏈體系。

采埃孚方案的設計精髓在于：非對稱式的PCB結構，通過這種結構實現低熱阻，同時兼顧可靠性和絕緣矛盾。在可量產設計的關鍵性能參數方面，熱阻從芯片到冷卻介質小于0.08，雜散電、均流和結溫等參數也表現出色。

圖片來源：ZF

基于嵌入式形成的逆變磚以及功率逆變器具有較高的功率密度，當前準備批產的GEN1.0達到160kW/L。在可量產的設計驗證方面，進行了大量的材料可靠性、界面可靠性以及標準的AQG測試，測試結果完全可以滿足乘用車使用壽命的要求。特別是針對PCB的導電性陽極細絲失效形式，采埃孚形成了一套可靠的機制和平臺化方案，測試結果非常喜人。

采埃孚的芯片內嵌技術具有諸多優勢，如芯片用量減少30%，產品逆變器尺寸減小60%，同時由于PCB的特性，逆變器可以根據需求設計成各種形狀。此外，該技術還為混連技術提供了支持，通過合適的控制策略，在同樣尺寸的逆變器下，可以減少80%多SiC的用量，大大降低了成本。

圖片來源：ZF

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12 致瞻科技

極致成本、極致體積主驅電功率磚解決方案

來自致瞻科技的總功劉昌金先生，為我們帶來了“極致成本、極致體積主驅電功率磚解決方案”這一主題，聚焦于主驅電控功率模塊的成本和體積優化。

目前，主驅功率模塊開發周期長、成本驗證成本高，不同動力架構和功率等級采用不同功率模塊會導致成本高且風險不可控。因此，平臺化設計顯得尤為重要，通過平臺化盡量使一個模塊能夠覆蓋多種動力構型和功率等級，降低開發周期和成本。

同時，SiC和IGBT將長期共存，不同車型對電壓等級的需求也不同，這就要求封裝能夠兼容SiC和IGBT，使電驅系統的形態基本統一。此外，封裝成本占比逐年增加，而芯片成本快速下降，這也凸顯了降低封裝成本的重要性。

圖片來源：致瞻科技

致瞻科技，提出的ZPAK模塊是一種全新的設計，采用半橋模塊，通過半橋組成全橋。

該模塊具有多個特點，劉先生對這些特征進行了詳盡的介紹。如：采用立體式的換流路徑，實現低雜感，且成本較低；芯占比達到85%，降低了封裝成本；巧妙的功率和信號出PIN布局在小尺寸下滿足高絕緣安規要求；極簡結構和工藝保證極低BOM和工藝成本。

圖片來源：致瞻科技

在系統層面，致瞻通過一系列的方法，使ZPAK模塊可以非常方便地實現功率的拓展，適用于不同的動力架構和功率等級，大大縮小了功率模塊和水冷板等面積，降低了成本。在逆變磚布局方面，從半橋變成全橋，組成逆變磚，再與電機進行端部的連接，組裝非常簡單。

圖片來源：致瞻科技

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13 悉知科技

電驅應用SiC模塊的發展趨勢和核心競爭力

悉智科技汽車國際BL業務總監王濤先生，帶來了“電驅應用SiC模塊的發展趨勢和核心競爭力”這一主題，深入分析了SiC模塊在電驅應用中的發展趨勢和核心競爭力。

隨著新能源汽車的快速發展，SiC器件在主驅車的應用增長迅速。為了通過技術降本，SiC電驅功率模塊需要關注回路電感、高溫特性和熱阻等關鍵性能。

降低回路電感可以實現更低的開關損耗，節省整車的電池成本或進一步提升續航里程。提高工作結溫可以增加出流能力，進一步降本。優化熱阻也可以提升出流能力。目前，悉智指出，SiC功率模塊正朝著封閉式或開放式銅/鋁散熱器上焊接/燒結的塑封功率模塊方向發展，同時接口部分需要與主機廠深度定制。

圖片來源：悉智科技

在核心競爭力方面，創新的方案設計是關鍵。例如，悉智科技，通過芯片精流技術、創新的水道技術、串擾優化技術和均流技術等，實現更好的性能指標。關鍵封裝技術開發也是核心競爭力之一，如Cu clip技術具有出流更好、BOM成本更低的優勢。此外，量產測試篩選和品質管控同樣重要，通過晶圓的老化和功率模塊層級老化的測試層級的篩選，確保最終良率。