Японская компания Toshiba D&S начала массовое производство новых мощных полупроводниковых IEGT высокого напряжения

Репортаж от Wedoany，Корпорация Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation (сокращенно Toshiba D&S) 15 июня 2026 года объявила об успешной разработке и начале массового коммерческого производства чипа второго поколения с канавкой и инжекционно-усиленным изолированным затвором (IEGT) на номинальное напряжение 6500 В. Данный чип впервые повышает уровень напряжения с отраслевого стандарта 4500 В до 6500 В и предназначен в первую очередь для применения в высоковольтных силовых преобразователях, таких как системы высоковольтной передачи постоянного тока (HVDC), статические синхронные компенсаторы (STATCOM) и промышленные электроприводы. Продукт на основе этого чипа — прессованный IEGT на 6500 В/2000 А «ST2000JXH35A» — был представлен в феврале 2026 года, и завершение разработки на уровне чипа знаменует переход данного продукта в стадию полномасштабного массового производства.

Штаб-квартира Toshiba D&S находится в городе Кавасаки, Япония. Это ключевая дочерняя компания группы Toshiba, отвечающая за полупроводниковые и запоминающие устройства. IEGT — это собственная технология силовых полупроводников компании Toshiba, относящаяся к семейству биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) и специально разработанная для высоковольтных и мощных применений. Под влиянием глобальной тенденции декарбонизации объекты возобновляемой энергетики часто находятся на значительном удалении от регионов потребления, что стимулирует развертывание систем HVDC для передачи электроэнергии на большие расстояния и с высокой мощностью. В то же время стабильность энергосистем становится все более важной, и сфера применения STATCOM продолжает расширяться. В этих высоковольтных силовых преобразовательных системах полупроводниковые приборы необходимо использовать последовательно. Повышение уровня напряжения отдельного прибора позволяет уменьшить количество последовательно соединенных элементов, тем самым упрощая конфигурацию системы и уменьшая габариты оборудования.

Ранее компания Toshiba уже выпускала серийно прессованные IEGT-приборы класса 4500 В. Однако достижение надежной работы на уровне 6500 В столкнулось с двумя основными техническими проблемами: во-первых, обеспечение достаточной способности к выключению и устойчивости к короткому замыканию в условиях более высокого напряжения, что требует точного управления переносом носителей заряда внутри прибора; во-вторых, проблема флуктуаций напряжения пробоя, наблюдаемых при испытаниях под напряжением смещения. Для решения этих проблем в новой конструкции чипа IEGT на 6500 В в области элементарных ячеек была применена структура короткозамкнутых виртуальных ячеек, что позволило устранить плавающие области, которые могли вызывать нестабильность распределения потенциала. Была оптимизирована ширина мезы между виртуальными канавками, а под слоем P-base введен слой N-barrier. Эти структурные оптимизации улучшили распределение и перенос носителей заряда, сделав распределение тока при выключении более равномерным, что обеспечило стабильную способность к выключению и устойчивость к короткому замыканию в условиях высокого напряжения. Кроме того, компания Toshiba подтвердила улучшение компромисса между потерями при включении и потерями при переключении для данного чипа. В терминальной области прибора была использована комбинированная структура рассеивания электрического поля, состоящая из охранных колец и полуизолирующего слоя, что позволило достичь напряжения пробоя более 6500 В. Оптимизация процесса на границе раздела между полуизолирующим слоем и кремнием подавила флуктуации напряжения пробоя под воздействием напряжения смещения.

Прессованный IEGT «ST2000JXH35A» на 6500 В/2000 А, основанный на данном чипе, позволяет сократить количество последовательно соединенных приборов примерно на 33% по сравнению с приборами на 4500 В в системах HVDC. Это улучшение напрямую снижает вес и объем оборудования, тем самым уменьшая затраты на строительство и транспортировку преобразовательных подстанций для морских ветряных электростанций. Продукт выполнен в прессованном корпусе, поддерживает двустороннее охлаждение и герметичную конструкцию, что обеспечивает надежность при длительной промышленной эксплуатации. Данная технология была продемонстрирована на выставке PCIM Europe 2026, проходившей с 9 по 11 июня 2026 года в Нюрнберге, Германия. Компания Toshiba заявила о намерении продолжить разработку прессованных IEGT для высоковольтных силовых преобразовательных применений и расширить свою продуктовую линейку.

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com