Решения для тестирования полупроводников Power для искусственного интеллекта и новой энергетики 

Вызовы тестирования, вызванные искусственным интеллектом и новой энергией

Стремительный рост крупных моделей на базе искусственного интеллекта и быстрое внедрение новых энергетических автомобилей совместно выводят рынок силовых полупроводников в беспрецедентную фазу расширения. Анализ отрасли показывает, что рынки карбида кремния (SiC) и нитрида галлия (GaN) растут с ежегодной скоростью, превышая 30%, что свидетельствует о масштабной коммерциализации полупроводников третьего поколения.

Однако такие характеристики, как высокая плотность мощности, сверхвысокая частота переключения и высокая устойчивость к напряжению, создали серьёзные трудности для электрических испытаний полупроводниковых устройств:

Решения для тестирования полупроводников Power для искусственного интеллекта и новой энергетики

• Как можно измерить характеристики напряжения каждого устройства с высокой точностью?
• Как можно точно обнаружить ультранизкие утечки на уровне пикоампера?
• Как можно проводить стабильные и надёжные тесты старения в условиях высокого напряжения?

Эти вызовы напрямую влияют на успех в НИОКР, производительность массового производства и контроль затрат. Растущая сложность тестирования стала критическим узким местом на всей цепочке полупроводниковой промышленности.

Три основных требования для тестирования силовых полупроводниковых устройств

Силовые полупроводниковые устройства обычно применяются в суровых условиях, таких как промышленные и автомобильные приложения. По мере роста производительности устройств требования к тестированию становятся всё более требовательными.

По всей цепочке отраслей — включая исследования и разработки, верификацию, производство, упаковку и производственные испытания — оборудование для тестирования должно соответствовать трём ключевым требованиям:

Стабильность низкоуровневого сигнала

Во время испытаний, таких как пороговое напряжение затвора (Vgs(th)) и измерение тока утечки, даже незначительные колебания напряжения или рябь мощности могут привести к значительным отклонениям в результатах.

Например:

• Определение порогового напряжения затвора требует точности напряжения на уровне μV
• Измерение тока утечки на уровне pA требует чрезвычайно чистого источника питания без добавления дополнительного шума

Это предъявляет практически максимальные требования к точности блока питания, разрешению, пульсации и шумовой производительности.

Динамическая стабильность при высоком токе и высокой скорости

Тесты на циклирование питания часто включают десятки тысяч циклов

(≥60 000 циклов для вторичного уровня и ≥15 000 циклов для минутного циклирования).

Каждый цикл требует многократного включения и выключения источника питания отопления. Если блок питания проявляет недостаточную динамическую отклик, чрезмерные колебания тока или перерасход во время работы, это может негативно повлиять на контроль энергии нагрева и безопасную работу силового полупроводникового устройства.

Высоковольтная, высокоскоростная динамическая стабильность

В тестах надёжности высоковольтных приборов, таких как тестирование на высокотемпературное обратное смещение (HTRB), устройства должны выдерживать стабильные напряжения смещения до нескольких киловольт на протяжении длительного времени.

Любое смещение или перебор выхода от блока питания может не только подорвать валидность теста, но и напрямую повредить дорогие DUT (устройства под тестом).

Решения для тестирования полупроводников Power

В полупроводниковой отрасли предоставляет комплексные решения, охватывающие полупроводниковые материалы, устройства и микросхемы, поддерживая высококачественное развитие по всей цепочке создания стоимости полупроводников.

Для решения критических задач испытаний силовых полупроводников NGI предлагает комплексное решение для тестирования от конца до конца.

Параметры чипа и электрические характеристики

(Пороговое напряжение, ток утечки, ток отсечения и т.д.)

Решения для тестирования полупроводников Power для искусственного интеллекта и новой энергетики

Высокаточный измерительный блок источника серии N2600 (SMU)

1. Диапазон измерений охватывает от 1000 В до 1 мкВ и от 10 А до 10 пА

2. Работа в четырёх квадрантах для анализа характеристик устройства I-V

3,61/2-значная высокая точность с волнением и шумом всего до 2 mVrms

Высоковольтный программируемый блок питания постоянного тока серии N3200

1. Выходное напряжение: ±2,5 кВ, ±5 кВ, ±10 кВ)

2. Текущие диапазоны: 10 мА, 5 мА, 2 мА

3. Выходная рябь и шум до 3 мВрм

Тестирование надёжности (HTOL, HTRB)

Решения для тестирования полупроводников Power для искусственного интеллекта и новой энергетики

Серии N32100 Высокопроизводительный программируемый блок постоянного тока

1. Диапазоны напряжения: 3 кВ / 4 кВ / 5 кВ / 6 кВ / 8 кВ / 10 кВ

2. Текущий диапазон: 0–1 A

3. Высокоскоростная динамическая характеристика с временем нарастания напряжения ≤25 мс

4. Выделенный режим низкого напряжения для более широкой совместимости устройств

Тестирование циклического цикла

Решения для тестирования полупроводников Power для искусственного интеллекта и новой энергетики

Серии N36200 Высокопроизводительный низковольтный блок постоянного тока

1. Компактный размер: 2U полностойкая мощность 20 В / 1100 А / 10 кВт

2. Высокая скорость и стабильная производительность с временем подъёма/снижения ≤10 мс и 24-часовой стабильностью тока ≤0,01%

3. Многофазная параллельная технология с переходом и вибрациями выходного тока ниже 0,1%

Технологический прогресс в силовых полупроводниках никогда не останавливается, и требования к тестированию будут продолжать развиваться соответственно.

Сегодня решения для тестирования силовых полупроводников NGI уже успешно внедрены ведущими компаниями, такими как BYD, помогая клиентам добиться эффективной валидации от исследований и разработок до массового производства.

Смотря в будущее, NGI продолжит увеличивать инвестиции в НИОКР для разработки решений для тестирования электроэнергии с участием:

• Повышение напряжения (>10 кВ)
• Большая текущая пропускная способность
• Более высокая плотность мощности
• Более умные и интеллектуальные архитектуры

Компания Shenzhen SCIEO Electronics Co., Ltd. специализируется в области электронного тестирования и измерений, предоставляя клиентам передовые методы тестирования, эффективные решения и комплексные системные услуги. Наша продукция для тестирования включает в себя осциллографы, логические анализаторы, генераторы сигналов, источники питания переменного/постоянного тока, блоки сбора данных, электронные нагрузочные приборы переменного/постоянного тока, анализаторы спектра, оборудование для проверки безопасности, анализаторы качества электроэнергии, цифровые мультиметры, анализаторы мощности, тепловизоры, тестеры сопротивления изоляции и многое другое. Мы предлагаем комплексные решения по тестированию и устранению электромагнитной совместимости (ЭМС), профессионально предоставляя современные системы тестирования ЭМС, системы диагностики электромагнитных помех (ЭМП) и экспертные технические и консультационные услуги.