从1957年第一只晶闸管的诞生开始，功率电子技术以相当迅猛的速度发展。近年来又取得了长足的进展，产生极佳的经济及社会效益。从美国高能效经济委员会(ACEE)出版的一份报告可以看到，到2030年，受益于采用开云棋牌官网在线客服技术而获得的更高能效，可以使美国的经济规模扩大70%以上，与此同时，使用的电能却将减少11%。作为高能效功率电子技术领域的领先厂商，安森美开云棋牌官网在线客服一直专注于超低损耗MOSFET/IGBT、智能电源IC及集成功率模块等方面的研发和创新，而且取得了长足的进展。

从工艺到材料都在创新
　　随着时间的推移，功率晶体管技术得到了持续的改善。器件的体积不断缩小，功率密度越来越高。在电压高于1 kV的大功率晶体管方面，双极结构已成为首选；低于1 kV电压，特别是频率高于100 kHz时，更多采用的是MOSFET。高于此电压的大电流应用则选择IGBT。

　　开发这类器件的主要挑战在于，在开关频率持续上升时，需要通过减小由导通阻抗导致的导电损耗、降低内部电容，以及改善反向恢复性能，将内部损耗降到最低。由于击穿电压更高及未钳位开关特性(UIS)的缘故，提升击穿强固性也非常重要。

　　以往，开发电压低于40 V的低压MOSFET的重点在于给定导通阻抗条件下将裸片尺寸减至最小，从而降低单位成本。因此，最重要的质量因子(Figure of Merit, FOM)就是单位为mΩ x mm2的特征导通阻抗(RDS(ON)spec)。由于低压FET中沟道阻抗(channel resistance)对特征导通阻抗有较大影响，业界主要致力于在可用面积上配置尽可能多的FET沟道。平面沟道被垂直“沟槽门”沟道替代，同时使用先进的光刻技术来缩小表面尺寸。

　　但是，减小沟槽FET间距的方法并不能轻松达到采用RDS(ON)xQg(d)定义的关键质量因子，因为单位面积上的导通阻抗方面的改进被单位面积门电荷(Qg)增加所抵消。开发就转向了诸如沟槽FET(带有额外解耦垂直场效电板从漏极屏蔽门极)、沟槽LDMOS(结合了沟槽MOS的紧凑性及背面漏极与LDMOS的较低Qg(d))以及优化了金属化/封装的LDMOS等架构。

　　虽然多年来基于硅的晶体管有了持续改进，但硅基材料特性上的限制表明，未来十年人们还需要寻求其它可用方案。目前，利用宽带隙材料(氮化镓、碳化硅及钻石)的方案已经出现。这些材料可以提供更好的热特性，开关损耗更低，而且结合了更有吸引力的低导通阻抗(RDS(ON))和高击穿电压(VBD)性能的优势。

　　宽带隙材料也可以在高压应用中实现重大突破。氮化镓和碳化硅的临界击穿场的数量级高于硅，迄今发布的器件也具有热导率更高(比硅高约3倍)的优势。在高于1 kV的应用中碳化硅是首选材料，而氮化镓则最适于电压低于1 kV的应用。然而，仍然需要克服一些技术障碍，如增加硅上厚氮化镓层以提供高额定电压、制造增强模式晶体管及提升可靠性等。预计未来几年首批高压氮化镓高电子迁移率晶体管(HEMT)就会上市。

功率器件更加智能
　　智能电源集成电路(Smart power IC)是一种在一块芯片上将"智能"和"电源"集成起来的全新器件。它广泛应用于包括电源转换器、马达控制、荧光灯整流器、自动开关、视频放大器、桥式驱动电路以及显示驱动等多个领域。中国是全球最大的消费电子产品市场，随着人们经济生活水平的不断提高，各种电子产品的需求与日俱增，预示着智能功率集成电路有巨大的市场。

　　智能电源IC采用结合型双极/CMOS/DMOS(BCD)技术，使模拟、数字及电源方面的系统设计能够整合在单片衬底上。后续的BCD工艺改善了高压隔离、数字特征尺寸(提供更高模拟精度、逻辑速度、密度等)及功率处理能力。现代工艺能够整合数字处理器、RAM/ROM内存、内嵌式内存及电源驱动器。例如，采用BCD工艺可以在单芯片上整合电源、逻辑及模拟等诸多功能。

　　随着CMOS几何尺寸的持续缩小，高内嵌智能的需求导致16/32位处理器、多Mb ROM/RAM及非挥发性内存，及复杂数字知识产权(IP)的整合。为了模组更高精度感测机制、高比特率数据转换、不同接口协议、预驱动器/控制环路，及精确片上电压/电流参考的需求，模拟功能也在不断增多。业界已经推出了100至200 V及5至10 A的电源驱动器。这些器件带有低导通阻抗，及利用深沟槽及绝缘硅(SOI)技术的高密度、强固型高压隔离架构。

　　用于AC-DC逆变器的整合型600 V晶体管技术与用于低于100 V应用的技术相辅相成，被证明是另一个重要市场。先进的亚微米CMOS工艺将推动低成本、低导通阻抗驱动器的整合从传统LDMOS器件转向双及三低表面电场(RESURF) DMOS、超结LDMOS及LIGBT。

封装技术潜力无限
　　当前功率开云棋牌官网在线客服封装的主要趋势是增强互连，包括旨在降低阻抗/寄生效应的晶圆级技术，以及增强型片上散热。厚铜、金或铝线邦定、缎带(ribbon)/封装黏着(clip bonding) ，以及功率优化的芯片级封装(CSP)也在增强裸片与外部电极之间的电阻连接效率。下图显示了封装技术的演进。

图：功率封装整合路线图

　　至于功率模块，本身就是功率电子器件按一定的功能组合灌封而成的。说它是一种封装技术一点也不为过。早期的功率模块在单个封装中整合多个闸流体/整流器，从而提供更高的额定功率。过去三十年来的重大突破使当今的模块将功率开云棋牌官网在线客服与感测、驱动、保护及控制功能结合在一起。例如，智能功率模块就是以IGBT为内核的先进混合集成功率部件，由高速低功耗管芯（IGBT）和优化的门极驱动电路，以及快速保护电路构成。IPM内的IGBT管芯都选用高速型的，而且驱动电路紧靠IGBT，驱动延时小，所以IPM开关速度快，损耗小。IPM内部集成了能连续检测IGBT电流和温度的实时检测电路，当发生严重过载甚至直接短路时，以及温度过热时，IGBT将被有控制地软关断，同时发出故障信号。此外IPM还具有桥臂对管互锁、驱动电源欠压保护等功能。尽管IPM价格高一些，但由于集成的驱动、保护功能使IPM与单纯的IGBT相比具有结构紧凑、可靠性高、易于使用等优点。

　　模块采用的直接敷铜(DBC)技术增强了电气性能，而陶瓷衬底(如三氧化二铝及氮化铝)能够同时提升冷却效率。封装-组装技术上的改进也实现了几个裸片和无源器件的平面共同整合(co-integration)，以及旨在增加系统整合度的垂直堆栈技术。“解开封装”(Un-packaging)技术是另一个有意义的研究领域，此技术将几个布有器件的(populated)的衬底机械整合，免除壳体、端子及基座。

持续推动工艺技术进步
　　许多公司都在积极开发新的工艺技术。例如，安森美开云棋牌官网在线客服开发出了专有Trench 3工艺的下一代MOSFET产品，可用于台式机、笔记本和上网本等应用，有助于提升能效及开关性能，同时裸片尺寸更小。

　　未来几年，安森美开云棋牌官网在线客服还将开发氮化镓(GaN)晶圆生产工艺、GaN器件集成工艺、GaN制造工艺、GaN封装工艺、绝缘硅晶圆生产工艺、接触/隔离沟槽工艺模块、低电感封装、电感和电容集成等众多工艺技术；同时利用封装技术实现产品创新，以更纤薄的封装、更低占位面积实现更高I/O密度，不断提高封装热效率及工作温度范围，也使每个封装的裸片尺寸选择更多。此外，安森美开云棋牌官网在线客服还将以更薄、直径更大的晶圆和铜线夹来降低材料成本。