近年来世界各国推动净零碳排、再生能源等目标，视电动车发展及能源转型为政策规划重点，并订下禁售燃油车的时程。然而传统的矽功率半导体性能在电动车产业高功率需求下已接近极限，碳化矽（SiC）、氮化镓（GaN）等具有耐高温与耐高压等特性的新兴化合物半导体成重要的战略物资，而品质与可靠度则成为提升竞争力的关键要素。 3月9日由经济部工业局与EETimes共同于华南银行国际会议厅举办的「宽能隙元件技术暨未来应用趋势国际产业论坛」，德凯宜特受邀分享「电动车系统中WBG功率元件可靠度验证完整解析」，讲厅高朋满座出席率超乎预期，现场听众反应热烈。
德凯宜特零组件工程部实验室资深经理陈冠玮（Max Chen）分析车用可靠度与工业、商业可靠度的差异，并用「浴缸曲线（bathtub curve）」说明产品中的三个主要寿命阶段。首先是早夭期（infant mortality），可以运用烧机（burn-in）方式测出有缺陷的产品；接着是机遇失效期（chance failure period），在规定时限内利用运作的测试确认产品品质；最后是损耗期（wear-out period）亦称为老化期，此阶段在车用电子零部件格外重要，若能以测试产品至失效为止（Testing to Failure），即可得知产品的设计极限，也能准确找到产品潜在问题并且改善，以创造出更高的产品价值。
WBG功率元件的车用国际规范
针对第三类半导体车用的两大国际规范分别是由汽车电子协会（Automotive Electronics Council，简称AEC）所订定的AEC-Q101，针对分立半导体元件的应力测试与测试方法，所需样品数量庞大，共需约1678颗样品才能完成29项测试；以及由欧洲电力电子中心（European Center for Power Electronics，简称ECPE）发布的汽车用功率模组验证规范AQG 324，针对机动车辆中的电力电子转换器单元（PCU）功率模组的资格认证，完成测试共需约72至78颗模组。
WBG功率元件可靠性测试的三大重点项目
陈冠玮资深经理进而说明，车用高功率元件可靠度测试的三大重点项目，并分享故障分析案例与测试验证的具体解决方案。包含:
- Rth（Thermal resistance热阻）量测: 测出晶片介面核心温度（T-junction），以此量测数值进行后续测试，将更能反应出产品真实的品质。
- IOL/PCT（Intermittent Operating Life间歇性操作寿命）测试: 由元件自行发热/降温，模拟on/off切换循环进行产品的老化模拟测试。
- SOA（Safe Operating Area安全工作区域）测试: 测试出功率半导体元件能正常工作而不会造成损坏时的电压电流等条件范围。
有鉴于各国政府纷纷订定将于2035年禁售燃油的相关政策，电动车系统中WBG功率元件需求亦被预期将会进入爆炸成长期，并带动整个宽能隙半导体产业发展。在这样的庞大商机中，陈冠玮资深经理统整了要在这场战役中拔得头筹的五大关键攻略：
- 从材料、晶片到模组组装的垂直整合型生产模式
- 区分元件类、模组类之车用国际规范，通过可靠度验证加快量产历程
- 功率元件／模组非破坏及破坏性检测，产品异常的精准异分析
- 模组封装技术发展与散热经验的累积
- 静态量测与动态量测设备选择及量测实验室能力比对
德凯宜特团队提供现场来宾专业咨询
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德凯宜特顾问团队当日也在现场提供专业咨询服务，提供完整的WBG功率元件可靠度验证服务，针对碳化矽（SiC）和氮化镓（GaN）等宽能隙功率元件的可靠度验证及失效分析的测试方案。除此之外，德凯宜特也提供完整的一站式验证服务，包括特殊高压板设计、功率元件参数量测 、HTRB、HTGB、H3TRB，以及TST等各种车用相关可靠度测试项目，期待与业界先进们共同打造高品质且高竞争力的产品，迎战庞大电动车市场。
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