公司及充电桩芯片产品介绍 苏州有限公司 2016.03
公司简介 成立于 2008 年, 注册资本 3520 万元, 专注半导体器件技术创新, 拥有多项功率半导体核心专利, 核心产品为中低高压功率器件 拥有世界一流的技术研发团队, 其原创半浮栅技术曾发表于国际顶级杂志 Science 致力于自主知识产权的半导体器件技术的研发和产业化, 是 长三角集成电路设计与制造协同创新中心 的核心成员单位 公司已有 50 多项发明专利, 包括 3 个美国专利, 有多项自主知识产权的国际原创核心器件技术 公司总部 : 苏州 研发分部 : 上海 分销及技术支持 : 深圳, 上海, 苏州, 台北, 首尔, 纽约 2016-03-30 2
公司创办人 王鵬飛,Peng-Fei Wang 2003.12, Dr.- Ing. from TU-Munich, Germany (summa cum laude). 2001-2003, Invented and fabricated complementary Tunnel FET (a promising device technology which will be applied in the future CPU and MCU) 2004-2007, at Infineon. Invented Infineon s 65nm and 58nm U-shape device and FinFET based DRAM. Realized mass production. 2008, start up Oriental Semiconductor, invented Semifloating Gate Transistor, soft-switching trench superjunction MOSFET structure, and SFG power MOSFET. 2015, Bring Semi-floating gate transistor to production Currently, Invited professor of Fudan University Yi Gong, 2004-2007 in Infineon Technologies R. Lu
合作伙伴 复旦大学微电子学院成立于 2013 年 4 月, 是由原 微电子研究院 信息学院微电子学系 和 985 微纳电子科技创新平台 合并而成, 也是复旦大学积极响应 国家急需, 世界一流 号召, 发展工科 先行先试 的首个改革试点单位, 是直属于学校领导的教学科研实体单位 复旦大学微电子学院拥有 专用集成电路与系统 国家重点实验室, 具备国际一流的软硬件设计环境 学院承担着推动国家集成电路产业技术创新 抓住不放 实现跨越 的发展重任, 以科学前沿和重大需求来驱动基础研究 先导研究和应用研究的有机衔接, 着眼于培养国际一流的集成电路高级技术人才, 解决集成电路领域国家重大需求和学科前沿问题, 努力建设成为国际先进水平的集成电路人才培养与科研相结合的平台 东微和复旦同为长三角集成电路协同创新中心成员单位, 双方在器件研发, 电路设计及系统应用开发方面有深度合作, 双方于 2013 年联合发表了首个半浮栅器件的 科学 杂志论文 上海华虹宏力半导体制造有限公司, 由原上海华虹 NEC 电子有限公司和上海宏力半导体制造有限公司新设合并而成, 是世界领先的 8 英寸纯晶圆代工厂 华虹宏力在上海张江和金桥共有 3 条 8 英寸集成电路生产线, 月产能达 13.2 万片 公司总部位于中国上海, 在中国台湾地区 日本 北美和欧洲等地均提供销售与技术支持 华虹宏力共有三座 8 英寸晶圆厂, 洁净室面积达 35,000 平方米, 厂区面积约 42 万平方米, 具备充足的发展空间 华虹宏力还有一座 12 英寸规格厂房, 目前租赁给上海华力微电子有限公司, 华虹宏力是其主要投资方之一 华虹宏力先后通过了 ISO9001 质量管理体系 ISO14001 环境管理体系 OHSAS18001 职业健康安全管理体系 ISO27001 信息安全管理体系 ISO/TS16949 汽车业管理体系 QC080000 有害物质过程管理体系认证, 获得 Sony Green Partner 证书, 并于 2013 年获得由 APQO( 亚太质量组织 ) 授予的全球卓越绩效奖最高级别 World Class 奖项 华虹宏力由此具有更卓越的产品品质和更高的信息安全性 天水华天科技股份有限公司成立于 2003 年 12 月 25 日,2007 年 11 月 20 日在深圳证券交易所挂牌上市交易 股票简称 : 华天科技 ; 股票代码 :002185 目前, 企业总股本 66307.995 万股, 注册资本 64980.8 万元 企业主要从事半导体集成电路封装测试业务, 封装测试产品有 12 大系列 200 多个品种, 集成电路年封装能力达到 100 亿块 企业的集成电路年封装能力和销售收入均位列我国同行业上市公司第二位 公司拥有稳定的客户群体和强大的销售网络, 通过多年的合作, 公司得到了客户的广泛信赖, 为公司发展提供了有力的市场保证, 降低了市场风险 企业建有强大的销售网络, 通过近几年的快速发展, 目前已形成了以天水为基地, 华天科技 ( 西安 ) 和华天科技 ( 昆山 ) 为前沿的集成电路产业发展布局 企业的发展目标是在进一步扩大 提升现有集成电路生产规模与水平的同时, 大力发展先进封装业务, 把华天建设成世界知名的封装测试企业, 打造中国封装测试行业的第一品牌 研发伙伴制造伙伴封装伙伴
功率器件 东微开发了特有的器件技术, 实现器件的低特征导通电阻 高密度及高可靠性 多项性能指标超过国外一流品牌 专有技术 : 1.Green-MOS 技术 :500V -800V, 使用了超级结技术并改善了动态性能 2.SFG-MOS 技术 : 60-200V, NMOS,Rdson(sp) 为竞争对手的 40% 3. HD-MOS 技术 : 20-40V, N/P MOS,Rdson(sp) 为竞争对手的 80% 5
新一代高压超级结技术 :GreenMOS 技术 Emax is reduced by charge balancing w d p High concentration, VDMOS Lower concentration depth Charge balance, GMOS Rdson = 2BV*p/μ n ε s E c 2 GreenMOS 技术的优点 : 1. 高软度深槽超级结技术 : 专利技术解决深槽超级结的 EMI 问题, 在 EMI 得到解决的同时不损失效率 ; 2. 漏电流 (Idss) 更小, 耐压 (BV) 一致性更高 ; 3. 栅电荷 (Qg) 更小, 栅极驱动电路要求低 意味着驱动 IC 中的功率管面积可以大幅缩小, 驱动芯片面积可大幅缩小, 成本竞争力增强, Cgd 电容小, 开关速度快, 开关损耗小, 可用于高端 350kHz 电源系统 首创高软度深槽超级结技术 6
技术优点 1: 高软度 低 EMI 传统多层外延超级结技术 传统深槽型超级结技术 GreenMOS- 新型软沟槽超级结技术 缺点 : 成本高优点 : 开关软 缺点 : 开关硬优点 : 成本低 成本低开关软 传统深槽超级结 Id abrupt change 东微新一代高软度深槽超级结 Soft switching Id out of control oscillation Smooth waveform 2016-03-30 7 技术突破 :GreenMOS 是世界上首次实现高软度沟槽超级结芯片 高压开关过程中的漏极电流更加平滑, 波形更软, 过冲小,EMI 改善
EMI 性能超过普通超级结技术, 接近 VDMOS Novel technology: EMI suppression by soft trench-sjmos technology (patented) 4A VDMOS DIP,pass EMI 2A traditional SJ MOS SOP,EMI fail OS 2A GreenMOS SOP, pass EMI With proper integrated gate resistance, device design, and integration process modification, EMI is improved with only minor efficiency loss. Soft switching is realized for the first time in trench- SJMOS by applying our patented technologies.
技术优势 2: 东微 GMOS 的 Idss 小, 耐压 BV 等性能一致性高 9 东微器件 competitor IDSS1 BVDSS@250uA GMOS competitor 更低的漏电 GMOS 更好的耐压一致性东微有专利工艺流程与芯片设计, 获得了更好的耐压一致性和更小的漏电流典型 GreenMOS Wafer map 超高良率可以保证极高的可靠性 M M M M M M M M M M M M M M S S M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M S M M M M M M M M M P P P P P P P P M M M M M M M M M M S M M M M M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M M M M M M M M S M M M M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M M M M M M M S M M M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M M M M M M S M M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M M M M M S M M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M M M M M S M M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M M M M S M M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M M M M M S M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M M M M S M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M M M M S M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M M M M M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M M M M M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M M M M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M M M M M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M M M S M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M M M S M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P 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P P P P P P P P P P P M M M M S S M M M M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M M M M S S S M M M M M P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P M M M M M S S S M M M M M P P P P F P F P P P P P P P P P P P P P P F P P P P P P M M M M M M S S S M M M M M M F F P F P P F P P P P F F P P F P P P P P P M M M M M M M S S S M M M M M M M F F P P P F F F P P F F F P P M M M M M M M M S S S S S M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M S S S M M M M M M M M M M M M M M M M S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S 多款芯片月出货 > 10kk 包括国外客户生产稳定, 品质可靠
技术优势 3: 极低的寄生电容 parameters unit conditions GreenMOS Infineon Coolmos C6 Competitor B OSG65R900F XXX65R900 XXX65R900 V(BR)DSS V VGS =0V, ID =250μA 682 680 662 VGS(th) V ID =250μA, VGS =VDS 3 3.3 3.3 RDS(on) Ω VGS =10V, ID =2A 0.72 0.87 0.71 Ciss 243 280 460 VGS =0V, VDS =50V, Coss pf 26 41 45 f=1mhz Crss 1.5 1.7 3.5 Qg 8 15 13.2 VDD =480V, ID =5A, VGS Qgs nc 1.6 2.5 3 =10V Qgd 3.9 9 6.2 trr ns 139 144 165 VR =300V, IF=5A, dif Qrr μc 0.81 0.92 1.1 /dt=100a/μs Irrm A 10.4 10.1 12.2 1. 栅电荷 (Qg) 小, 栅极驱动电路要求低, 意味着驱动 IC 中的功率管面积可以大幅缩小, 驱 动芯片面积可大幅缩小, 成本竞争力增强 ; 2. Cgd 电容小, 开关速度快, 开关损耗小 ; 3. Coss 电容小, 降低了器件源漏两端寄生电容的充放电导致的功耗, 系统效率得到提升 ; 4. Ciss 电容小, 栅极驱动功耗降低, 系统效率得到提升 10
极低的寄生电容 : 超低动态损耗 OSG60R580A: Vds=300V, Rg=100ohm C6: Vds=300V, Rg=25ohm Vgs Vgs Ids Ids 与国外知名品牌相比, 东微 GreenMOS 米勒平台更短, 动态损耗低, 栅极震荡小 去除了无用的米勒平台尾部, 降低功耗
Capacitance and Qg vs GaN HEMT 300mohm 600V GreenMOS 300mohm 600V GaN GreenMOS s capacitance is only 2x of GaN HEMT
4. 高可靠性 高可靠性 高良率 0/77 fail @ 500 hour HTRB HTGB 0/40 fail @ 1000 hour HTRB HTGB 13
现有产品及规划 500V/550V/600V/650V/700V superjunction MOSFET (GreenMOS mass production); 1A (3.5ohm) 2A (2.0ohm) 3A (1.5ohm) 4A (1.0 ohm) 5A (0.8 ohm) 8A (0.5 ohm) 11A (0.33 ohm) 15A (0.23 ohm) 20A (0.15 ohm) 40A (90 mohm) 60A (60 mohm) 78A (36 mohm) 80A (30 mohm) 开发中 用于充电桩 通讯电源 服务器电源
案例 : 充电桩应用 Operating frequency:80-300khz 在 20KW 大功率开发板上进行了大量实验验证 1. Higher frequency reduces the weight of charger 2. Low Qg enables low switching loss and enhances efficiency 复旦大学研制大功率开发板 15
快恢复 78A 充电桩芯片系统应用 稳定应用于多种控制策略 ( 上图为三电平波形,800V 母线电压稳定工作 ), 发热量极小 2016-03-30 16
普通恢复系列充电桩大功率超级结芯片 OSG65R042H OSG60R040H 优异的电学特性 : 1. Rdson 接近 32 mohm(650v) 及 27mohm(600V), 2. EAS 超过 5000 mj 2016-03-30 17
超低 Qg 技术 : 更容易被驱动 78A GreenMOS OSG65R042H OSG65R042H 指标国际领先 ( 东微专利技术 ) 1. 15A VDMOS 所需的驱动电流即可驱动 78A GreenMOS 2. 超低 Qg 技术, 动态损耗降低为对手 ( 英飞凌 ST 东芝 ) 的 60% 2016-03-30 18
快速恢复体二极管系列产品 性能测试比较 东微 65R041HZ 英飞凌 65R041CFD 东芝 65R041W5 Trr (ns) 235 220 230 250 BV (V) 720 740 690 720 Rdson (mohm) 36 34 36 38 Qg (nc) 120 260 172 252 FOM (ohm*nc) 4.32 8.84 6.19 9.58 Fairchild 65R041F 测试比较结果 : 1. 导通电阻基本一致 2. 东微 Qg 及 Qgd 最小, 动态损耗降低 40%, 系统效率可以提升 0.2% 3. 东微 FOM 值最优 综合性能 : 东微 / 英飞凌 > 东芝 > Fairchild 2016-03-30 19
极低的 FOM 值 :2Mhz 开关频率! Vg Vds Ids GreenMOS 具有极低的 FOM (R dson *Q g ), 性能接近氮化镓 GaN HEMT 器件. AC-DC 工作频率达到 2MHz, 适用于高密度高效率电源系统 11A GMOS@2MHz 频率下的波形 1. 世界上首次直接对米勒平台进行了优化, 去掉了无用的米勒平台尾部 ; 2. 使用高软度超级结专利技术, 开关速度加快, 同时确保很好的 EMI 性能 ; 3. 适合更高频率操作, 电感重量与成本可以大幅降低!
Thank you!
评测 700V 1K4 效率高于英飞凌 700V 0.95 ohm 芯片,EMI 同一水平 现已大批量出口至国际大厂 ( 手机 top-3 brand) 2016-03-30 22
评测 东微 东芝 英飞凌
评测
评测
评测 評價結果細部 -2 [Qg] V G =10V OS STMirco ROHM V G =0V