车规模块系列：英飞凌HybridPACK系列

道由白云尽，春与青溪长。时有落花至，远随流水香。

新能源汽车的发展蒸蒸日上，对于半导体器件的要求，不仅仅是功率半导体都提出了更好的需求。作为功率半导体行业No.1的英飞凌也给我们呈现了多样性的发展态势，在很多时候它充当了更多的是一个引领者的角色，分立式，工业或者汽车模块，往往都是各大厂家学习的模样。今天我们就来聊聊英飞凌的汽车模块--HybridPACK。

Si&SiC协同作战

任何事物的发展都需要一个过程，很多时候我们聊得最多的就是权衡。目前，就传统硅基的统治地位，碳化硅的破风而言，各种因素（可能主要的是性价比）决定了碳化硅不能完全推翻硅基的“江山”，很长一段时间内会是“一山二虎（或三虎（GaN））”的局势。

英飞凌官网有个8月份的文章，讲的是针对未来牵引逆变器的破局，其中聊到，

“功率半导体技术，如硅igbt或宽带隙（WBG）半导体，具有不同的性能特性，适合于不同的目标应用。半导体材料的选择不仅取决于需要降低成本或缩小应用程序的尺寸。越来越多的设计师正在寻求以创造性的方式使用和结合半导体材料，以减少材料需求和克服供应限制。创新的方法挑战了先前建立的概念，即某些应用被锁定在特定的统一半导体材料。例如，在过去，人们假设逆变器必须用相同的半导体材料来设计，现在，融合技术（Si+SiC）正在为新的设计可能性铺平道路。然而，这就需要深入了解电动传动系统和不同的汽车应用要求。技术领导者英飞凌正在开创半导体材料的创新组合的新逆变器设计，在成本和性能优化方面达到市场驱动的平衡。”

这里不自觉让人联想到三月份关于Tesla减少75%碳化硅用量的话题，

Tesla：减少75%的SiC用量！会是它吗？

英飞凌这个文章给出了对于汽车模块短期未来的展望。

✔目前牵引逆变器的趋势

✔不同封装和技术

我们可以好像看到接下来我们要聊的(T-PAK)封装，但今天我们要聊的是HybridPACK。

✔HybridPACK Drive Roadmap

感兴趣的可以去英飞凌官网下载看看："Optimizing power technology for efficient traction inverters"

HybridPACK Drive

英飞凌目前HPD封装模块有基于EDT芯片技术和CoolSiC技术的，官网显示小电流也有T4/1200V的，同时针对水冷散热设计也有pin-fin和Wave（带状连接）两种，下面我们就来聊一聊。

EDT2芯片技术

EDT2通过改善元胞设计，减小了门极电荷，增加了电流密度。为了减小了损耗提高效率，减小了芯片厚度（Vcesat/导通损耗），并优化了拖尾电流的载流子（Eoff）。

模块设计

HPD封装的优势

更小的封装和模块内部芯片布局，相比于HP2模块大小减小了20%，杂散电感从14nH降低到了8nH，减小了电压尖峰，即能够允许更快的开关速度，同时也增加了电压裕量，允许更高的母线电压。

有一个长的AC输出端子版本，以便适配电流传感器，如果电流传感器端子与模块控制端子具有相同的高度，则电流传感器可以直接连接到栅极驱动器PCB上，而无需附加的电缆和连接器。

采用PressFIT技术作为控制端引脚连接方式，它非常抵抗腐蚀环境和机械应力。如振动和盐大气，PressFIT安装过程可以节省约2分钟，压力安装工艺比标准的选择性焊接工艺快10到20倍。

HPD模块有24个压接引脚，为了保证足够的压力，采用两个X形简化全自动安装。

水冷散热结构

HPD封装有两种水冷板结构，一种是上篇提到的pin-fin结构，同时为了改善pin-fin结构的设计灵活性低，用料多等（热阻好像会高那么一丢丢相比于pin-fin，＜6%），给到了被叫作wave结构（生动形象）。

当然也有较低成本的平底板版本。

小结

英飞凌HybridPACK Drive封装可以说是市面上最为常见的汽车模块封装了，一方面可见英飞凌的“榜样效应”，同时也说明了这种封装在汽车行业的可接受度。而针对高端乘用车，汽车模块封装想必会更多样化更具特色。

多因素（Si/SiC,封装，散热等等）的不同种组合，再结合不同厂家的不同需求，造就了汽车模块的多种多样。

接下来，我们将会一起聊聊T-PAK模块。今天的内容希望你们能够喜欢！

参考文献：

1，Rui Rong, 'An 820A 750V Compact IGBT Module with New Chip Technology for Automotive Inverter Application'

2，Infineon AN，‘Optimizing power technology for efficient traction inverters’