科创中国

项目团队在多个重点项目与国家级研究平台支持下，经过长期合作，攻克了多芯片大功率器件高频高可靠封装集成关键技术，成果规模化应用于重点工程与产品中，促进了大功率器件的国产化，取得了良好的经济效益与社会效益。

提出了非线性优化控制与一体化连接的多芯片并联均流均温方法，显著减小了并联芯片电流与损耗不均匀度，解决了器件内电热不均衡问题，提升了高频工作条件下的可靠性。

随着智能电网、航空航天、武器装备等领域对电能变换装备功率密度、效率与可靠性的要求不断增大，电能变换装备中的开关频率、多物理场聚合度不断提高，对于其中的大功率器件封装在高频下的电热特性与可靠性带来严峻挑战，特别是面对宽禁带半导体碳化硅、氮化镓时，现有的多芯片封装集成技术无法充分发挥其高频高效高温特性优势，使我国无法在宽禁带半导体器件领域突破封装集成瓶颈，尽早享有新一代半导体器件带来的高频高效高可靠性优势。相对于分立器件，我国在多芯片功率半导体器件高频高可靠封装集成技术方面还存在不足，具体的问题表现在以下三个方面：①多芯片功率器件在严苛工况条件下的芯片级电热特性不掌握，碳化硅半导体在极端高温高频下的电热特性还属于未被阐明的“无人区”；②现有的多芯片功率半导体器件封装的寄生参数、结壳热阻等电热特性参数过大，电热优化自身矛盾突出，无法满足高频工况条件下的高可靠性要求，特别是无法满足发挥碳化硅半导体优异特性的需求；③多芯片并联在高频工况下受芯片特征参数、不对称寄生参数、结温等影响会发生不均流不均热，特别是碳化硅器件因其阈值电压负温度系数，易形成严重的电热不均衡问题，成为制约器件容量提高的主要障碍，降低了大功率器件可靠性。

成果完成单位包括西安交通大学；江苏宏微科技股份有限公司；南瑞联研半导体有限责任公司；扬州国扬电子有限公司

项目成果应用于多款碳化硅与硅功率半导体器件产品设计优化，降低了寄生电感、结壳热阻、并联芯片不均流度，改善了器件可靠性。产品应用于30余家企业，横跨军民两用，覆盖海、陆、空、天各领域，替代国外产品，保障我国战略性科技领域核心部件国产化，取得了显著的经济效益，形成了关键技术知识产权池，提高了战略科技领域自主能力，助力 “双碳”目标早日实现。

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