NE时代

随着工业自动化、新能源汽车与光伏储能产业的蓬勃发展，能源转换系统正向高频化、高功率密度、高可靠性方向持续迭代，对功率器件的性能与品质提出更为严苛的要求。中恒微紧跟市场需求趋势，推出新一代Drive ED3 封装高性能 IGBT 模块（型号：2E600H120A1P），产品额定电压 1200V、额定电流 600A，采用半桥电路拓扑，依托全链路芯片技术与先进封装工艺实现全方位性能突破，为下游各领域应用提供高性价比的功率器件新选择。

01 产品特性

新一代ED3 模块从损耗特性、并联稳定性到电磁兼容性全面优化，精准匹配高端功率系统的设计需求。

01

低饱和压降

有效降低导通状态能量损耗，直接提升系统整体运行效率。

02

低开关损耗

大幅削减开关过程的能量耗散，适配系统高频化发展趋势。

03

正温度系数饱和压降

结温升高时饱和压降同步增大，天然抑制多管并联均流不均问题，提升并联系统的稳定性与运行安全性。

04

低杂散电感设计

通过结构优化降低回路杂散电感，改善器件动态特性，抑制开关电压尖峰，有效降低电磁干扰与器件失效风险。

02 芯片技术优势

新一代ED3 模块的性能优势，植根于中恒微深度自研的芯片设计与制造工艺，从元胞结构到终端设计、从正面工艺到背面处理，全链条技术创新打造核心竞争力。

芯片设计关键技术

01

元胞设计

微沟槽栅元胞采用2.4μm pitch 设计，均衡载流子密度分布，进一步增强抗干扰能力与可靠性。

02

Dummy 栅设计

Dummy 栅与有效栅组合设计，有效提升电流密度与鲁棒性，同时降低开关损耗。

03

JTE 终端设计

有效降低管芯面积、增加成本优势，并提升器件的耐压（BVDSS）稳定性。

芯片工艺关键技术

01

微沟槽栅工艺

采用条形沟槽结构，并结合Dummy 栅与复合牺牲氧化工艺，有效消除表面缺陷与应力问题，在降低饱和压降、缩小芯片面积的同时，显著提升功率密度与器件鲁棒性。

02

CSL 工艺

通过增加CSL 磷注入，进一步提高电流密度、降低饱和压降。

03

复合钝化层

采用复合钝化层技术，有效隔离离子、水汽与表面沾污等苛刻外界环境影响，切实提升器件的长期可靠性。

04

薄片背面工艺

采用Taiko 减薄工艺，将耐压与损耗权衡的极致厚度做到 115μm，并配合多步高能注入与激光退火，有效降低饱和压降与热阻。

05

场终止技术

通过多种场终止技术组合（背面硼注入、FS 层氢注入与正面浓硼 P+ 注入），确保器件在 Tj=175℃、Rg=2Ω 的动态测试条件下仍能正常开关、不发生闩锁，为高温高压工况下的安全可靠运行提供了关键保障。

03 封装优势

新一代ED3 模块采用高可靠性封装架构，从材料选型到工艺实现，全方位匹配高功率、强工况的应用需求。

01

高功率密度封装

紧凑结构可承载大 计需求。

02

高强度陶瓷基板

采用高导热高强度陶瓷基板，兼具优异的散热能力与绝缘性能，为器件长期稳定运行提供基础支撑。

03

端子超声波焊接工艺

实现极低接触电阻与高连接可靠性，可适应严苛的机械应力与热应力循环环境。

04

集成温度传感器

内置高精度温度传感器，支持实时结温监测与过热保护，助力系统级安全管理与智能控制。

04 关键性能表现

在150℃、相同驱动电阻的标准测试条件下，中恒微新一代ED3 模块（代号：ZHM）与竞品Z、竞品 C、竞品 F、竞品 R等行业主流同规格产品展开对标测试，静态与动态综合表现优异，核心参数差异化优势清晰。

图1：关键参数总览1

图2：关键参数总览2

从核心参数总览来看，ZHM 饱和压降高于竞品 C 0.1V，低于竞品 F 0.3V；开通损耗与竞品 F 接近，另一桥臂与竞品 C 接近；总损耗优于竞品 F 和竞品 C，另一桥臂总损耗与竞品 F、竞品 C 接近；di/dt 与 dv/dt 为参比产品中最高，开关速度优势显著。

静态性能

ZHM 饱和压降 VCEsat 约 2.24V、二极管导通压降 VF 约 2.00V，二者均为正温度系数特性，具备并联均流优势。

• 常温下饱和压降与竞品Z、竞品 C、竞品 R 处于同一水平；高温下饱和压降温度敏感性与竞品 C、竞品 F 相当，随温升增幅可控，保障高温工况损耗稳定。

• 二极管导通压降与竞品F 处于同一水平，反向静态特性表现优异。

图3：静态总览

图4：饱和压降对比

图5：导通压降对比

动态性能

ZHM产品开通损耗Eon 约 15.11mJ、关断损耗 Eoff 约 79.11mJ。开通时电流上升速率最快、上升时间短，开通损耗与竞品F、C 相当；关断阶段电流下降时间和竞品 Z 接近，较 F、C 快约 40%，电压上升速率高，关断损耗同 F、C 接近；反向恢复损耗和 F、C 相近，比竞品 Z 高约 50%，常温软特性更优，高温软度与竞品 F 持平，可有效助力系统降本增效。

图6：Trade-off 图

关键洞察：

• ZHM 整体性能与竞品 C 相近，优于竞品 F、Z；另一桥臂开通损耗接近竞品 C，整体性能介于竞品 C 与 F 之间；各模块关断损耗水平相当。

图7：开通损耗（Eon）曲线

关键洞察：

• 变电阻、同电流条件下：各模块开通损耗趋势一致；1Ω 时 ZHM 与竞品 C、F 损耗水平相近，增大电阻后，ZHM损耗接近竞品 C、高于竞品 F。 

• 变电流、同阻值条件下：开通损耗趋势同样一致；600A 以内 ZHM 损耗接近竞品 F、略低于竞品 C；电流超过 600A 后，ZHM 损耗上升更快，高于竞品 F 与 C。

图8：关断损耗（Eoff）曲线

关键洞察：

• 在变电阻、同电流条件下，除ZHM 外其余模块的关断损耗趋势表现一致；ZHM关断损耗基本不受电阻影响，接近竞品C和竞品F 1Ω的水平，竞品Z 3Ω的水平。

• 在变电流、同阻值条件下，模块的关断损耗整体趋势表现一致，ZHM与竞品C处于同一水平，略高于竞品Z，略低于竞品F。

图9：反向恢复损耗（Erec）曲线

关键洞察：

• 在变电阻、同电流条件下，各模块的反向恢复损耗趋势表现一致，ZHM接近竞品C和竞品F，竞品Z低30%；

• 在变电流、同阻值条件下，各模块的关断损耗整体趋势表现一致，ZHM 与 竞品F处于同一水平，略低于竞品C，竞品Z低 40%；

图10：600V开通特性（150℃）对比表

关键洞察：

• ZHM的电流上上升时间最短，快10-20ns；

• 竞品Z的电流上升速率与竞品F接近，存在开通电压回抬，开通损耗高于竞品F 约20mJ。虽然上升时间快于竞品C，但开通损耗并无优势；

• ZHM 电流上升速率最快，开通损耗接近竞品F ，低于竞品C 10mJ。

图11：600V关断特性（150℃）对比表

关键洞察：

• 竞品F的电压上升速率与竞品C处于同一水平，略低于竞品Z；

• 竞品Z的关断损耗最低，低于竞品C（竞品F）约14mJ（约20%）；

• ZHM 的电流下降时间接近竞品Z，电压上升速率最高，关断损耗表现与竞品C和竞品F接近。

图12：反向恢复特性（150℃）对比表

关键洞察：

• ZHM反向恢复时间和竞品F接近；

• ZHM反向恢复损耗与竞品C和竞品F接近，高于竞品Z 20mJ；

• 高温下ZHM dirf/dt降低幅度小，软度表现弱于竞品Z 和 竞品C，接近竞品F。

安全可靠性

图13：±15V短路测试表

ZHM具备±15V、720V 母线、10μs 的短路耐受能力，短路尖峰电流约为额定值的 4.7 倍，配合场终止不闩锁、微沟槽栅鲁棒与复合钝化层防护等多重设计，全面保障高温高压工况下的安全可靠运行。

05 应用领域

凭借优异的性能与高可靠性设计，中恒微新一代ED3 封装 IGBT 模块可广泛适配多领域应用场景。

工控应用：

变频器、伺服驱动器、UPS 电源、工业焊机等；

汽车应用：

车载充电机（OBC）、电驱控制系统、DC-DC 变换器等；

新能源应用：

光伏逆变器、储能变流器（PCS）、充电桩模块等新能源发电与配电设备。

06 总结

新一代Drive ED3 封装高性能 IGBT 模块的推出，是中恒微在功率半导体领域技术积累与产品创新的又一重要成果。产品兼具优异的性能表现与可靠的封装品质，可充分满足下游客户对高效、高功率密度、高可靠性功率器件的核心需求。未来，中恒微将继续深耕功率器件技术研发，不断完善产品矩阵，为工控、汽车与新能源产业的升级发展提供坚实的器件支撑。