由深圳智芯微電子科技有限公司牽頭制定，遵循CASAS（第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略聯(lián)盟）標(biāo)準(zhǔn)制定流程，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)起草小組會(huì)議討論、廣泛征求意見、委員會(huì)草案投票等流程，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CASAS 022—2022《三相智能電表用氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管通用技術(shù)規(guī)范》于2022年12月9日正式面向產(chǎn)業(yè)發(fā)布。
氮化鎵具有寬禁帶、高擊穿電場(chǎng)、高電子飽和速率及抗輻射能力等一系列優(yōu)點(diǎn)，在電網(wǎng)中的三相智能電表及小型線路終端有廣闊的應(yīng)用前景。隨著電網(wǎng)業(yè)務(wù)需求的不斷擴(kuò)展，新一代三相智能電表及小型線路終端的正在推廣使用，市場(chǎng)需求量巨大。相比傳統(tǒng)三相智能電表及小型線路終端，新一代三相智能電表及小型線路終端內(nèi)部的電源轉(zhuǎn)換模組通過使用氮化鎵材料開關(guān)器件替換傳統(tǒng)的使用硅(Si)基材料開關(guān)器件，提高了電源轉(zhuǎn)換效率，減少了電力消耗、降低了電源溫度，獲得了更好的穩(wěn)定性，同時(shí)也在使用中節(jié)省更多的電力投入，在應(yīng)用的場(chǎng)景中降低線損。目前，業(yè)內(nèi)尚未針對(duì)在三相智能電表及小型線路終端使用氮化鎵功率器件的標(biāo)準(zhǔn)。且因行業(yè)內(nèi)各單位的測(cè)試儀器型號(hào)不同，抽樣標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試條件、操作方法等條件也各有不同，使得產(chǎn)業(yè)內(nèi)從業(yè)人員在使用氮化鎵器件過程中，難以在較統(tǒng)一的條件下比較氮化鎵性能。希望借此標(biāo)準(zhǔn)的制定，有效規(guī)范氮化鎵器件在電網(wǎng)等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)氮化鎵功率器件的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
T/CASAS 022—202X《三相智能電表用氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管通用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定了應(yīng)用于三相智能電表的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的術(shù)語和定義、符號(hào)和縮略語、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢測(cè)規(guī)則以及包裝、運(yùn)輸及儲(chǔ)存。適用于三相智能電表用關(guān)態(tài)源漏電壓V_DS額定值為900 V、系統(tǒng)輸出功率范圍20 W - 100 W、工作頻率40 kHz - 500 kHz的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管。小型線路終端等應(yīng)用領(lǐng)域電源模塊中的晶體管可參考使用。
本標(biāo)準(zhǔn)下載地址：
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【主要起草單位】
深圳智芯微電子科技有限公司、深圳市國(guó)電科技通信有限公司、珠海鎵未來科技有限公司、廣州廣電計(jì)量檢測(cè)股份有限公公司、工業(yè)和信息化電子第五研究所、泰克科技（中國(guó)）有限公司、佛山市國(guó)星光電股份有限公司、東莞南方半導(dǎo)體科技有限公司、浙江大學(xué)、南方科技大學(xué)、廈門華聯(lián)電子股份有限公司、北京第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。
【主要起草人】
王祥、洪海敏、溫雷、曾凡明、李汝冠、賀致遠(yuǎn)、孫川、馬勝國(guó)、武占俠、顧才鑫、謝健興、喬良、李勝、董澤政、汪青、鄭智斌、高偉。
【公司介紹】
深圳智芯微電子科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“深圳智芯”）成立于2020年5月28日，是北京智芯微電子科技有限公司全資子公司，掛牌 “工業(yè)芯片研究院”，注冊(cè)資本5000萬元，是國(guó)家電網(wǎng)公司在粵港澳大灣區(qū)設(shè)立的高端工業(yè)芯片科技創(chuàng)新企業(yè)，是智芯公司珠三角工業(yè)芯片生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈骨干支撐單位，以“鑄造工業(yè)最強(qiáng)芯為使命”，致力于突破高端工業(yè)芯片關(guān)鍵技術(shù)，打造成為卓越的工業(yè)芯片創(chuàng)新企業(yè)。
2021年10月，深圳智芯《深港工業(yè)芯片研究院研發(fā)實(shí)驗(yàn)中心》作為首批入駐“深圳國(guó)資國(guó)企產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心”項(xiàng)目完成簽約，并于2022年5月完成正式辦公入駐。“深圳國(guó)資國(guó)企產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心”是河套深港科技創(chuàng)新合作區(qū)打造的又一個(gè)綜合性科技創(chuàng)新載體，有助于向深圳的國(guó)資國(guó)企開發(fā)共享工業(yè)芯片研究院的研究能力，加深與深圳國(guó)資國(guó)企的合作深度。深圳智芯研發(fā)實(shí)驗(yàn)中心主要圍繞芯片設(shè)計(jì)、芯片F(xiàn)T及可靠性測(cè)試、物聯(lián)感知三大業(yè)務(wù)領(lǐng)域，重點(diǎn)開展工業(yè)芯片仿真設(shè)計(jì)、高性能芯片封裝開發(fā)、高可靠性工業(yè)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等研發(fā)，具備晶圓CP測(cè)試、芯片F(xiàn)T測(cè)試、器件可靠性測(cè)試等能力。
深圳智芯積極對(duì)外合作，搭建工業(yè)芯片研發(fā)創(chuàng)新平臺(tái)。充分利用深港合作區(qū)產(chǎn)學(xué)研優(yōu)勢(shì)，與南方科技大學(xué)、廣州工業(yè)大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、香港科技大學(xué)、香港城市大學(xué)、鵬城實(shí)驗(yàn)室等開展第三代半導(dǎo)體，模擬芯片等技術(shù)合作和成果轉(zhuǎn)化。與南方科技大學(xué)深港微電子學(xué)院建立 “能源物聯(lián)感知聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”,與廣東工業(yè)大學(xué)集成電路學(xué)院建立“智慧電源管理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，積極參與合作區(qū)“灣區(qū)芯谷”計(jì)劃，推動(dòng)高校、科研機(jī)構(gòu)合作和項(xiàng)目落地。
深圳智芯自成立以來，積極開展工業(yè)芯片領(lǐng)域布局，根據(jù)自身發(fā)展及行業(yè)業(yè)務(wù)需求，目前已在第三代半導(dǎo)體功率芯片、模擬芯片、通信芯片、傳感芯片等4個(gè)方向開發(fā)出一系列的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。
在第三代半導(dǎo)體功率器件領(lǐng)域，針對(duì)工業(yè)場(chǎng)景高穩(wěn)定性以及高效率的應(yīng)用需求，提出采用GaN功率器件替代傳統(tǒng)Si功率器件的產(chǎn)品研發(fā)策略。公司主打的開陽系列產(chǎn)品具備更高的耐壓能力，研發(fā)團(tuán)隊(duì)基于多層場(chǎng)板結(jié)合柵極泄流電阻設(shè)計(jì)，通過采用與低壓Si MOS Cascode級(jí)聯(lián)的方式，使得開陽SCB110產(chǎn)品，具備1100V的額定耐壓能力，其瞬態(tài)擊穿電壓可超過1500V，由其所制備的電源產(chǎn)品具備接地故障條件下連續(xù)4小時(shí)穩(wěn)定工作的能力；此外，即使是應(yīng)用于220V輸入條件下的SCB102產(chǎn)品，其額定擊穿電壓為650V，但瞬態(tài)擊穿電壓達(dá)到1200V以上，高于目前常規(guī)器件產(chǎn)品800V的瞬態(tài)擊穿電壓水平。
目前，公司研發(fā)的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品主要為覆蓋650-1100V額定電壓等級(jí)的高可靠性GaN功率器件，主要應(yīng)用于各類單、三相供電條件下的工業(yè)電源模組中。主要有：適用于220V輸入、60~120W工業(yè)電源應(yīng)用的650V耐壓等級(jí)的SCB102產(chǎn)品，主要應(yīng)用于電力交換機(jī)電源及無人機(jī)防御系統(tǒng)；適用于380V輸入、5~20W工業(yè)電源的900V耐壓等級(jí)的SCB109產(chǎn)品，主要應(yīng)用于三相智能電表及小型線路終端；適用于380V輸入、20~60W工業(yè)應(yīng)用的1100V耐壓等級(jí)的SCB110產(chǎn)品，主要應(yīng)用于電網(wǎng)配網(wǎng)側(cè)各類融合終端、能源控制器等裝置中。
工業(yè)級(jí)GaN功率器件產(chǎn)品
基于開陽系列產(chǎn)品制備的工業(yè)電源模組，整體體積可縮小10%以上，使用壽命將從平均7.8年提高到10年以上，電力轉(zhuǎn)換效率將由傳統(tǒng)的70%提升至85%以上，該系列器件可廣泛應(yīng)用于各類低壓配網(wǎng)側(cè)終端、智能斷路器、三相電表、物聯(lián)表等電力行業(yè)設(shè)備。下一步，深圳智芯公司將針對(duì)工業(yè)電源應(yīng)用，研制耐壓等級(jí)達(dá)到1200V以上，更大功率應(yīng)用的分立器件，并開發(fā)和驅(qū)動(dòng)以及控制器集成的AC-DC電源芯片，推動(dòng)能源電力由高碳向低碳轉(zhuǎn)變，響應(yīng)“雙碳”目標(biāo)對(duì)電力工業(yè)高效、節(jié)能以及低碳的要求，為工業(yè)電源領(lǐng)域的節(jié)能減排和雙碳目標(biāo)達(dá)成提供助力。
未來，深圳智芯將充分發(fā)揮深港科技創(chuàng)新合作區(qū)獨(dú)特的區(qū)位優(yōu)勢(shì)、政策優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合各方，以創(chuàng)新研發(fā)、國(guó)際合作、生態(tài)協(xié)同等方式，重點(diǎn)開展第三代半導(dǎo)體功率器件、模擬、傳感等芯片及AI算法研發(fā)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)芯片設(shè)計(jì)及算法等關(guān)鍵技術(shù)突破，開展5G、通信仿真驗(yàn)證系統(tǒng)及第三代半導(dǎo)體測(cè)試驗(yàn)證測(cè)試環(huán)境建設(shè)，加速解決“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)問題，提升核心芯片技術(shù)的國(guó)產(chǎn)替代能力，逐步開展在電力物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、工業(yè)控制、軌道交通、汽車電子等領(lǐng)域的示范應(yīng)用，為我國(guó)工業(yè)芯片國(guó)產(chǎn)替代和工業(yè)強(qiáng)國(guó)建設(shè)貢獻(xiàn)積極力量。
（來源：第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略聯(lián)盟）
