日本東芝開發了一款可大幅提升功率密度的「樹脂絕緣型碳化矽(SiC)功率半導體模組」。該模組採用了東芝自有的小面積晶片分散配置設計技術,以及運用人工智慧(AI)的設計最佳化技術,成功試作出樹脂絕緣型SiC功率模組。實驗結果顯示,相較於既有陶瓷絕緣型SiC功率模組,其熱阻降低了21%。此外,經過試算可知,若將新開發的模組應用於一般逆變器中,冷卻系統的尺寸可減少達61%,可望有助於電力轉換器的小型化,進而降低設置空間與成本。
新開發的模組將搭載的晶片面積縮小,並將更多晶片分散配置於整個模組中,藉此擴大散熱面積並降低熱阻。然而,當晶片數量增加後,設計晶片配置時所需考慮的參數也隨之增加,促使包含電氣特性、熱特性在內的整體最佳化設計變得困難。為此,東芝導入了AI最佳化演算法,藉此實現複雜條件下的最適化設計。
與既有陶瓷絕緣型SiC功率模組相比,試作的樹脂絕緣型SiC功率模組在熱阻方面降低了21%、寄生電阻降低了21%、切換損失則減少了19%,展現出超越既有陶瓷絕緣型模組的性能。今後東芝計畫將此技術推廣至不同額定電流與耐壓需求的功率模組,並持續擴大技術的研究開發,期達到早期實用化之目標。