近年來世界各國推動淨零碳排、再生能源等目標，視電動車發展及能源轉型為政策規劃重點，並訂下禁售燃油車的時程。然而傳統的矽功率半導體性能在電動車產業高功率需求下已接近極限，碳化矽（SiC）、氮化鎵（GaN）等具有耐高溫與耐高壓等特性的新興化合物半導體成重要的戰略物資，而品質與可靠度則成為提升競爭力的關鍵要素。3月9日由經濟部工業局與EETimes共同於華南銀行國際會議廳舉辦的「寬能隙元件技術暨未來應用趨勢國際產業論壇」，德凱宜特受邀分享「電動車系統中WBG功率元件可靠度驗證完整解析」，講廳高朋滿座出席率超乎預期，現場聽眾反應熱烈。
德凱宜特零組件工程部實驗室資深經理陳冠瑋（Max Chen）分析車用可靠度與工業、商業可靠度的差異，並用「浴缸曲線（bathtub curve）」說明產品中的三個主要壽命階段。首先是早夭期（infant mortality），可以運用燒機（burn-in）方式測出有缺陷的產品；接著是機遇失效期（chance failure period），在規定時限內利用運作的測試確認產品品質；最後是損耗期（wear-out period）亦稱為老化期，此階段在車用電子零部件格外重要，若能以測試產品至失效為止（Testing to Failure），即可得知產品的設計極限，也能準確找到產品潛在問題並且改善，以創造出更高的產品價值。
WBG功率元件的車用國際規範
針對第三類半導體車用的兩大國際規範分別是由汽車電子協會（Automotive Electronics Council，簡稱AEC）所訂定的AEC-Q101，針對分立半導體元件的應力測試與測試方法，所需樣品數量龐大，共需約1678顆樣品才能完成29項測試；以及由歐洲電力電子中心（European Center for Power Electronics，簡稱ECPE）發佈的汽車用功率模組驗證規範AQG 324，針對機動車輛中的電力電子轉換器單元（PCU）功率模組的資格認證，完成測試共需約72至78顆模組。
WBG功率元件可靠性測試的三大重點項目
陳冠瑋資深經理進而說明，車用高功率元件可靠度測試的三大重點項目，並分享故障分析案例與測試驗證的具體解決方案。包含:
- Rth（Thermal resistance熱阻）量測: 測出晶片介面核心溫度（T-junction），以此量測數值進行後續測試，將更能反應出產品真實的品質。
- IOL/PCT（Intermittent Operating Life間歇性操作壽命）測試: 由元件自行發熱/降溫，模擬on/off切換循環進行產品的老化模擬測試。
- SOA（Safe Operating Area安全工作區域）測試: 測試出功率半導體元件能正常工作而不會造成損壞時的電壓電流等條件範圍。
有鑑於各國政府紛紛訂定將於2035年禁售燃油的相關政策，電動車系統中WBG功率元件需求亦被預期將會進入爆炸成長期，並帶動整個寬能隙半導體產業發展。在這樣的龐大商機中，陳冠瑋資深經理統整了要在這場戰役中拔得頭籌的五大關鍵攻略：
- 從材料、晶片到模組組裝的垂直整合型生產模式
- 區分元件類、模組類之車用國際規範，通過可靠度驗證加快量產歷程
- 功率元件／模組非破壞及破壞性檢測，產品異常的精準異分析
- 模組封裝技術發展與散熱經驗的累積
- 靜態量測與動態量測設備選擇及量測實驗室能力比對
德凱宜特團隊提供現場來賓專業諮詢
來賓參加德凱宜特攤位獨家填問卷送好禮活動
德凱宜特顧問團隊當日也在現場提供專業諮詢服務，提供完整的WBG功率元件可靠度驗證服務，針對碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）等寬能隙功率元件的可靠度驗證及失效分析的測試方案。除此之外，德凱宜特也提供完整的一站式驗證服務，包括特殊高壓板設計、功率元件參數量測 、HTRB、HTGB、H3TRB，以及TST等各種車用相關可靠度測試項目，期待與業界先進們共同打造高品質且高競爭力的產品，迎戰龐大電動車市場。
德凱宜特顧問團隊提供專業諮詢，讓所有在產品驗證上遇到的問題都能迎刃而解PROBLEM SOLVED。
如需更深入的相關資訊或服務，歡迎來信至諮詢信箱📧sos@dekra-ist.com
