泰克创新实验室开放平台,正式启动!

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半导体工程师和研发团队是否在为如何对碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等第三代半导体功率器件进行全面准确的性能评估而困扰?传统测试方法难以满足宽禁带半导体的高频、高压、高温测试需求,测试数据不完整或不准确可能导致产品性能不达标甚至失效。泰克创新实验室通过一站式测试平台、专业化测试方案和全方位技术支持,为第三代半导体功率器件提供了从晶圆到模块的全流程测试验证解决方案,确保器件性能得到充分评估和优化。

为什么第三代半导体测试如此重要且具有挑战性?

第三代半导体材料如碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)具有优异的物理特性,包括高击穿场强、高开关频率和高工作温度能力。这些特性使它们在新能源汽车、光伏储能、高速通信等领域具有巨大应用潜力。然而,这些优异特性也带来了独特的测试挑战——更高的工作电压(可达3kV以上)、更快的开关速度(ns级别)和更复杂的热管理需求。

测试标准不完善增加了测试难度。与传统硅基半导体相比,第三代半导体的测试方法和标准仍在发展中,许多测试方案需要根据具体器件特性进行定制。泰克创新实验室积极参与新标准制定,与客户联合开发新的测试设备,覆盖功率半导体全流程测试需求。

测试设备要求**。第三代半导体测试需要能够处理高压、大电流且具备高精度的测试设备。例如,静态参数测试需要在3kV和1000/2000A的条件下实现**测量,漏电流测试分辨率需高达fA级,电压测试分辨率需要达到nV级别。

泰克创新实验室的测试能力升级

泰克创新实验室Version 2.0进行了全面的设备更新和能力升级,以应对第三代半导体测试的挑战。实验室新增了GaN器件开关测试和动态导通电阻测试能力,能够**测量GaN器件在高频开关过程中的性能表现。

对于SiC功率器件,实验室配备了短路测试和雪崩测试能力,可以评估器件在极端工况下的可靠性和耐久性。此外,实验室还引入了更全面的静态参数和电容参数测试系统,满足各种测试场景的需求。

可靠性测试系统是此次升级的重点。实验室引入了面向第三代半导体功率器件的全新可靠性测试系统,能够模拟实际工作条件,进行加速老化测试和寿命预测。这些系统包括动静态综合老化测试系统和功率器件工况老化测试平台,能够全面评估器件的长期可靠性。

第三代半导体测试关键指标与方法

测试类别关键测试参数测试方法技术挑战泰克解决方案
静态参数阈值电压、导通电阻、漏电流高电压源测量单元(SMU)高压下的**测量SPT1000A静态参数测试系统
动态参数开关损耗、反向恢复、栅极电荷双脉冲测试、动态参数分析高频开关的**捕获DPT1000A动态参数测试系统
可靠性测试寿命预测、失效分析HTOL、高温高湿测试加速老化条件下的性能评估HTXB-1000B老化测试系统
电容参数输入电容、输出电容、反向传输电容LCR测量、频率扫描高压下的电容**测量集成LCR表的测试系统
短路能力短路耐受时间、短路电流短路测试平台极端工况下的安全测试专用短路测试系统

四步完成第三代半导体功率器件测试

基于泰克创新实验室的经验,完成全面的第三代半导体测试可以遵循以下四个步骤:

**步:明确测试需求与标准。根据器件类型(SiC、GaN等)和应用场景(新能源汽车、光伏逆变器等),确定需要测试的参数和相应的测试标准。不同应用场景对器件的性能要求不同,测试方案需要有针对性地设计。

第二步:选择适当的测试设备与方案。根据测试需求,选择合适的测试系统。对于静态参数测试,可选择SPT1000A系统;对于动态性能评估,DPT1000A系统更为适合;可靠性测试则需要使用HTOL测试系统。

第三步:执行测试与数据采集。在控制良好的测试条件下执行测试,确保数据的准确性和可重复性。泰克测试系统通常提供自动化测试流程,可以减少人为误差提高测试效率。

第四步:数据分析与结果解读。对测试数据进行深入分析,不仅关注是否通过测试,更要理解数据背后的物理意义和器件性能特点。泰克实验室提供专业的技术咨询和数据分析服务,帮助客户更好地理解测试结果。

测试平台的技术特点与优势

泰克创新实验室的测试平台具有多项技术优势和特点,能够满足第三代半导体测试的苛刻要求。

DPT1000A动态参数测试系统具备高测试带宽、低寄生参数的特点,兼容性强且系统灵活方便升级。这套系统不仅可以完成常规的开关参数和反向恢复测试,还可以进行雪崩测试和短路测试,支持多种器件类型包括Si MOSFET、IGBT、SiC和GaN等。

SPT1000A静态参数测试系统采用一站式夹具设计,被测件插入夹具后可以一次性完成高压、大电流和寄生电容相关测试,无需更换测试夹具和连接,大大简化了操作步骤提高了测试效率。系统还支持加温测试,可以通过外置热流仪进行高低温测试。

高精度测量能力是这些系统的核心优势。SPT1000A系统搭配业界**的源表(SMU)和精密LCR表,能够在3kV和1000/2000A的条件下实现**测量,漏电流测试分辨率高达fA级,电压测试分辨率*高可达nV级。

实验室服务的独特价值

泰克创新实验室不仅提供测试设备,更提供全方位的技术服务和支持,为客户创造独特价值。

免费测试服务降低了创新门槛。实验室自2022年成立以来,已累计免费为超过300家客户提供服务,测试器件种类超过1000种。这种开放政策大大降低了企业的研发成本,特别是对于创业公司和科研机构具有重要意义。

技术咨询与交流平台促进知识共享。实验室不仅是测试场所,更是行业交流和技术研讨的平台。通过线上线下多元化的互动方式,实验室促进行业内外交流合作,推动技术创新和标准制定。

本土化定制解决方案满足特定需求。泰克与国内集成商紧密合作,提供培训、测试、定制开发等一系列服务,能够快速响应客户的特殊要求。许多测试设备是根据中国客户需求,在中国设计并生产的,更贴合本地市场需求。

第三代半导体测试的市场前景与应用价值

第三代半导体市场正在经历快速增长期,测试需求随之大幅增加。根据第三代半导体产业技术创新战略联盟的数据,2023年国内SiC与GaN功率电子总产值达364.8亿元,同比增长63.7%。SiC、GaN功率电子器件整体渗透率超过12%,开始进入高速增长阶段。

新能源汽车是*大应用领域。2023年国内新能源汽车用SiC、GaN器件模组市场约104.1亿元,整体市场占比70.7%;预计到2027年这一市场将达到347亿元。这种快速增长为测试服务提供了巨大市场空间。

光伏储能和消费电子也是重要应用领域。国内消费类电源用第三代半导体功率电子市场约为17.1亿元,占比11.2%,预计到2028年将达到55.5亿元。光伏与储能用第三代半导体功率器件市场也在快速发展。

个人观点:测试验证对产业创新的关键作用

在我看来,泰克创新实验室的模式代表了测试验证服务的新方向,对半导体产业发展具有深远意义。

降低创新门槛加速技术普及。通过提供免费的测试服务和专业的技术支持,泰克实验室大大降低了中小企业参与第三代半导体研发的门槛。这种开放共享的模式有助于形成更加活跃的创新生态系统,促进技术进步和产业升级。

促进标准制定引导规范发展。作为测试测量领域的***,泰克参与制定的测试标准和方法往往成为行业参考。通过实验室的平台,泰克能够与行业各方共同探讨和验证测试方法,推动形成更加科学和统一的行业标准,减少重复投入和资源浪费。

产研结合推动技术转化。实验室搭建了产业界与学术界合作的桥梁,帮助科研成果更快地转化为实际产品。这种产研结合的模式不仅加速了技术创新,也培养了更多具备实践能力的专业人才,为产业长期发展提供人才支撑。

数据积累赋能未来创新。通过大量测试数据的积累和分析,泰克实验室能够发现器件性能的规律和趋势,这些洞察可以为下一代产品的设计和优化提供指导。数据驱动的创新模式将使半导体产业发展更加科学和**。

**数据视角:根据泰克公布的数据,其先进半导体开放实验室在两年内服务了超过300家客户,测试器件种类超过1000种,这一规模在国内第三代半导体功率器件测试领域位居前列。更值得注意的是,实验室的测试数据帮助客户将产品开发周期平均缩短了30%,测试成本降低40%以上,这些效率提升对于快速迭代的半导体行业具有重要价值。

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