相关的产业能够说是得到了飞速的发展，包括风光储以及马路上每天看得见的新能源汽车。而功率变换的核心器件也借着这股“东风”得到了快速的提升，其中感触最大的应该是国产功率半导体的“崛起”。可能还未达到百家争鸣盛况，但也能谓之百舸争流了，在逐流中慢慢将国产化推向高潮。
相对于风光储工业块盛行的应用领域，新能源汽车（对功率半导体的成本相对来说没那么“苛刻”）允许功率块可以是更多的封装形式，更多的奇思妙想，这导致了汽车块相对较丰富，也相对更有趣。当然，风光储也同样充满乐趣（主要接触的领域），只不过围墙内（工业）外（汽车）都想着去看看。
宽禁带半导体的发展，给传统硅基功率半导体带来了挣脱束缚的机会，也给不同的应用领域带来了持续不断的发展的空间，但也对传统封装等提出了更高的要求。
宽禁带半导体SiC的特性和优势我们这里就不在赘述了，相比于传统硅基封装，想要更好地发挥SiC的性能，那就必须做出改进。
在Si块中，不匹配的CTE（热线胀系数）使各层相互分离。随着碳化硅的引入，这一问题更突出；事实上，碳化硅的主体问题是材料密度的散热；因此就需要一个适应的封装和系统集成。
从PCIM展中众多展台中，我们最常见的便是英飞凌的HybridPACK系列，赛米控丹佛斯DCM系列以及Tesla最早使用的T-PAK封装。
接下来的几天（也可能是久一点，比较我日常消失好久），我们共同来聊聊市面上这常见的三款车规级功率半导体那些事儿~
今天我们共同来聊聊赛米控丹佛斯的DCM系列，为什么不是英飞凌的HybridPACK呢？“自家兄弟”不得放第一位嘛！
赛米控丹佛斯直接冷却注塑(DCM, Direct CooledMolded)半桥块平台是为满足严苛的汽车牵引逆变器而开发的。从硅基的DCM1000到经过优化而充分释放最新碳化硅性能的DCM1000X，以及最新的DCM500，采用了较为先进的封装技术，如DBB(Danfoss Bond Buffer)技术，SP3D(ShowerPower 3D)，以应对电动汽车传动系统的冷却和热机械挑战。同时采用三直流端子设计，对称的内部布局优化，尽可能地减少回路杂散电感，确保块内部的均流。
DCM1000平台的设计能够容纳1000mm2的半导体区域，目前电压等级可扩展至900V，DCM1000X系列，可扩展至1200V。
今天以最新的660A/1200V DCM1000X为例，来看看其中包含了哪些较为先进的技术。
DCM1000X采用了特殊的转移成型封装材料，具有优越的机械坚固性和高温定性。块密封性好，抗湿抗振，即使在机械冲击和潮湿的环境下也可提供可靠的性能。
DCM系列采用了丹佛斯专利的DBB技术，以达到优异的功率（PC）循环能力。DBB概念是基于铜绑定和芯片烧结，取代了传统的铝绑定和芯片焊接。如下图，
在半导体的顶部金属化反应上烧结了一层薄薄的铜箔，在上面可以连接铜线，甚至铜带。铜互连比铝互连具有明显更高的鲁棒性，但也需要更高的粘合力。因此，铜键缓冲层吸收成键能，保护芯片免受损坏。在键合缓冲层的下面，半导体芯片本身也被烧结在绝缘基板的铜表面上。粘结缓冲层和芯片的烧结都在单个工艺步骤中完成。
DBB为半导体芯片提供了电和热两方面的好处。铜线的欧姆损耗低于铝线；铜箔由于其大面积，增加了进入芯片的垂直电流，并提供了芯片内更均匀的电流密度分布。另一方面，由于铜箔和导线的额外热容，具的瞬态热阻Zth能够更好的降低，而静态热阻Rth不受影响，因为键合缓冲层不在主热路径中。
得益于DBB技术，能轻松实现更高的功率循环能力，下图是传统块和采用DBB技术块在不同结温波动ΔT下的PCsec测试（即ton＜5s）。
根据AQG-324，PCsec测试的失效标准是设备正向电压降增加5%，或Rth增加20%，这代表了粘结线剥离和/或焊料层裂纹作为典型的失效机制。比较ΔT = 100 K下的PC周期数，DBB块可以观察到大约15倍的长寿命。
我们大家可以在DCM1000X的块背面看到水道，由多个蜿蜒通道直接与底板集成，当这些通道从块的一端移动到另一端时，这些通道迫使冷却液流动反复改变方向。
当冷却剂流发生u型转弯时，它也会绕着运动方向旋转，由于这种涡流效应，冷却剂不断地与底板表面接触，有效地降低了热阻。假设每个块的冷却液流量为3.33l/minW，则可低至0.074 K/W。
除了优越的冷却性能外，SP3D还可以在块内实现并联冷却，以及在逆变器设置中并排放置的三个块之间实现并行冷却。
并联冷却原理使块之间的温度梯度最小化，这通常与串联冷却有关，如针鳍冷却器。此外，与销鳍片相比，SP3D的通道壁也给块带来了相当多的机械刚度，允许冷却系统中的高压脉冲。
由于DBB属于danfoss的专利，所以在我们见到的其他半导体厂家DCM封装的汽车块时，我们能够正常的看到除了背面的水道（基本都是pin-fin结构）不同，其他基本都是差不多的。
话又说回来，热管理的设计又可谓是一个博大精深的领域，就pin-fin而，就有太多的因素了，如pin fin的长度，间距，形状。下图是pin fin的形状示意图，
主打的还是一个散热性能的优劣，以及成本高低的权衡。2022年欧洲PCIM上丹佛斯硅动力有篇论文就阐述了SP3D和pin fin的对比，
可见，专利加持的SP3D性能很优秀，而灵活多变的pin fin允许了更多厂家块的出现。
DCM1000X的660A/1200V总共包含16个碳化硅MOSFET芯片（每个开关8个芯片），没有额外的碳化硅。下图是该块的电源端子和信号引脚示意图，
在块的顶部，有三个直流端子，在底部，能够找到交流端子以及所有的信号引脚，包括门驱动和温度传感引脚。如图中红色曲线所示，三dc端设计将功率换向回路分为两个对称部分，从而将有效回路电感降低了2倍。结合这一点，加上优化的内部布局设计，实现了低至6.5 nH的块杂散电感。
丹佛斯DCM系列独有的SP3D水冷散热设计着实令人称赞，但庞大的新能源汽车市场容量需要更加多的厂家进入，这使得在如今的市面上
能够看到很多DCM系列封装的块，只要能够很好的满足相应的要求，肯定能够占据一席之地。
赛米控和丹佛斯合并之后，除了丹佛斯的DCM系列，赛米控也有一款别具特色的汽车块Empack,也许在不久的将来也会出现其他的Empack,谁知道呢。
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