功率半導體課件單擊此處添加副標題XX有限公司匯報人：XX目錄01功率半導體概述02功率半導體材料03功率半導體器件04功率半導體設計05功率半導體制造06功率半導體應用案例功率半導體概述章節(jié)副標題01定義與分類功率半導體分類分功率器件與功率IC，含二極管、IGBT等功率半導體定義能控高功率電信號，用于轉換、控制電力0102應用領域工業(yè)自動化、白色家電中實現(xiàn)電機控制與節(jié)能運行。工業(yè)與家電軌道交通、新能源汽車中保障動力系統(tǒng)高效可靠。交通與能源通信基站、醫(yī)療器械中維持穩(wěn)定電力支持與精確運行。通信與醫(yī)療發(fā)展歷程20世紀50年代硅整流器取代汞弧整流器，開啟功率半導體時代。技術萌芽期60年代晶閘管問世，80年代IGBT成為主流，推動電力電子技術飛躍。器件革新期21世紀寬禁帶半導體（SiC/GaN）崛起，實現(xiàn)高頻高效應用。材料突破期功率半導體材料章節(jié)副標題02常用材料介紹氮化鎵高頻高效，開關速度快，適合小型化功率系統(tǒng)和高頻應用。氮化鎵硅是功率半導體最成熟材料，適用于中低壓應用，技術穩(wěn)定且性價比高。碳化硅為寬禁帶材料，耐高壓、耐高溫，適合大功率和惡劣環(huán)境應用。碳化硅硅材料材料性能對比GaN高頻高效，SiC高壓耐溫，兩者性能互補，應用場景各異。GaN與SiC特性材料發(fā)展趨勢0201碳化硅、氮化鎵應用擴展，性能優(yōu)勢顯著。寬禁帶材料崛起晶圓尺寸升級全產(chǎn)業(yè)鏈布局，技術突破與成本降低并行。中國自主化加速12英寸晶圓成主流，碳化硅向8英寸邁進。03功率半導體器件章節(jié)副標題03器件工作原理通過PN結正向/反向電壓控制電流通斷，實現(xiàn)電能變換。PN結控制原理結合MOSFET與雙極型晶體管特性，實現(xiàn)高輸入阻抗與低導通壓降。IGBT復合原理柵極電壓控制溝道導通，調節(jié)電流大小，適用于高頻場景。MOSFET電場控制主要器件類型二極管單向導通，晶閘管可控整流，用于低頻整流、調壓等場景。二極管與晶閘管MOSFET高頻開關，IGBT中高壓大電流，適用于多領域電能轉換。晶體管類器件器件選型指南根據(jù)設備功率、電壓需求選型，如小電機選低壓小功率器件。應用場景適配大功率需強化散熱，同時兼顧性價比選合適器件。散熱與成本平衡關注耐壓、電流容量、開關速度等，高頻選快速開關器件。性能參數(shù)考量010203功率半導體設計章節(jié)副標題04設計流程概述明確功率半導體的應用場景與性能需求，為設計奠定基礎。需求分析根據(jù)需求設計電路結構，選擇合適的器件與拓撲結構。電路設計關鍵參數(shù)分析精確控制閾值電壓，平衡器件性能與靜態(tài)功耗。閾值電壓控制優(yōu)化導通電阻與關態(tài)電流，提升開關效率與能效。導通與關態(tài)特性設計優(yōu)化策略采用碳化硅、氮化鎵等新材料，優(yōu)化器件結構設計，提升性能與可靠性。材料與結構優(yōu)化01通過高效散熱設計和低損耗電路拓撲，降低器件熱應力，提高系統(tǒng)效率。熱管理與電路優(yōu)化02功率半導體制造章節(jié)副標題05制造工藝流程晶圓加工與氧化晶圓經(jīng)切割、拋光后形成氧化層，保護晶圓并作為后續(xù)工藝模板。光刻與蝕刻通過光刻將電路圖案轉移到晶圓，蝕刻去除多余材料形成電路結構。薄膜沉積與封裝沉積薄膜構建電路，封裝保護芯片并引出電極，確保器件可靠性。制造技術難點01材料純度控制半導體材料需極高純度，雜質干擾電子運動，制造中需嚴格控制。02制造精度要求器件尺寸小至納米級，制造需超高精度控制，確保性能與可靠性。03工藝復雜挑戰(zhàn)制造涉及多步驟，每步需精確協(xié)調，技術更新快，需持續(xù)跟進。質量控制方法檢測與追溯原材料篩選0103多層次檢測體系篩查缺陷，數(shù)據(jù)化管理追溯工藝波動原因，持續(xù)改進。嚴格檢測晶圓化學成分、表面缺陷，確保雜質含量達標，無裂紋、顆粒等缺陷。02精準調控光刻、刻蝕等工藝參數(shù)，如曝光劑量、氣體流量，確保微結構精度。工藝參數(shù)控制功率半導體應用案例章節(jié)副標題06工業(yè)應用實例01工業(yè)變流器功率半導體用于變頻器、逆變器，控制電機轉速，提升工業(yè)生產(chǎn)效率。02工業(yè)電源在焊接、電鍍等電源中控制電能輸出，保障工業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定運行。消費電子應用功率半導體用于手機充電管理，提升充電效率與安全性。智能手機應用在平板中實現(xiàn)高效電源轉換，延長電池續(xù)航，優(yōu)化使用體驗。平板電腦應用新能源汽車應用IGBT將電池直流電轉為交流電，驅動電機，決定汽車加速與最高時速。主驅逆變器0102