华为功率模组如何实现技术逆袭,从跟跑到领跑的8年蜕变历程揭秘

2025-09-28 17:27:19 5154次浏览

  

功率模组堪称电子设备的"动力引擎",在电能转换过程中扮演着关键角色。八年前,我国在该领域还处于技术追赶阶段,如今已成功实现从"引进吸收"到"自主创新"的跨越式发展。作为这一变革的重要推动者,华为数字能源模组焊接工艺专家郎丰群博士功不可没。

凭借在功率模组技术领域的深厚积累,郎博士带领团队开创性地完成了多项技术突破:建立工业级模组封装焊接技术体系,为大规模量产奠定工艺基础;开发车载MCU双面冷却IGBT模组焊接工艺,攻克车规级高可靠性技术壁垒;构建车载单面冷却碳化硅模组制造平台, 推动第三代半导体规模化应用,确保千万级模组稳定量产。

在本次专访中,郎博士分享了功率模组从"跟跑"到"领跑"的蜕变历程,以及如何平衡量产规模与极致可靠性的双重挑战。以下是访谈实录:

1. 焊接工艺:产品可靠性的基石

问:您当初为何选择加入华为,专注功率模组焊接工艺研究?

郎丰群:20年前我在海外从事功率模组研发时,就深刻认识到焊接工艺的重要性。作为电能转换的核心部件,功率模组需要在高压、大电流、高频环境下稳定工作,而焊接质量直接决定其导电、导热及抗应力性能。

焊接工艺的复杂性往往超  出预期。以高压端子焊接为例,需要同时应对振动应力、热应力及高温氧化的复合作用。从材料学角度看,焊料与母材形成的金属间化合物厚度必须精确控制在微米级。这些特性使焊接成为融合材料、热力、机械等多学科的系统工程。

选择华为源于我在海外求学时的见闻。当时华为持续取得的技术突破给我留下深刻印象。通过与国际同行的交流,我更被华为专注技术研发的企业文化所吸引。恰逢国内新能源产业兴起,功率模组需求激增,我毅然决定加入华为,为中国在该领域的技术突破贡献力量。

2. 创新驱动:从跟随到引领

问:华为数字能源模组的自主创新之路是如何开启的?

郎丰群:2016年,随着光伏逆变器产品多样化 发展,市场上现有功率模组已无法满足需求。为此,华为数字能源成立模组研发部门,专注于芯片和模组底层技术研发。经过数年发展,团队从最初的几人扩展到数百人规模,最终实现功率模组千万级量产。

当时行业普遍采用硅凝胶灌封工艺,但在高湿环境下存在可靠性隐患。经过深入论证,我们创新性地采用"塑封料+高强度结构"方案,这种设计不仅抗潮耐湿,还具有优异的机械强度和散热性能。

问:首代产品研发过程中遇到哪些挑战?

郎丰群:作为业界首款大功率塑封模组,我们面临两大技术难题:低空洞率高可靠性焊接技术和大面积塑封工艺开发。

焊接空洞就像散热通道上的路障,会导致芯片过热失效。通过反复试验,我们最终筛选出专用焊料,并优化工艺参数,成功攻克这一难题。塑封工艺则如同为精密部件打造防护铠甲,需要平衡强度与韧性。经过无数次材料配比和工艺优化,我们终于开发出满足要求的封装方案。

在量产准备阶段,我们还发现端子焊接不良问题。通过与代工厂组建联合攻关团队,经过两个月奋战,最终通过优化工艺参数和定位精度解决了这一难题。

3. 技术攻坚:系统化解决方案

问:在实现技术领先的过程中,团队做了哪些关键突破?

郎丰群:随着功率提升,传统导热硅脂的散热性能已不能满足需求。我们创新性地将模组直接焊接在散热器上,利用焊料的高导热特性提升散热效率。

这项技术的核心挑战在于确保大面积焊接的可靠性和低空洞率。我们通过多路径并行攻关:与高校合作开发界面应力缓和技术,优化焊料配方,建立完整工艺体系。针对空洞率问题,团队采用系统化方法,从材料、设备、工艺等多维度进行优化,最终将核心区域空洞率控制在3%以下,达到业界领先水平。

4. 质量至上:量产背后的坚守

问:在量产过程中有哪些难忘经历?

郎丰群:有一次良率波动问题,常规检查始终找不到原因。在生产线上,我通过触感发现焊片厚度异常,最终确认是混料导致。这个案例让我们认识到,可靠的量产不能仅依 赖人员经验,必须建立完善的防错机制。

问:您如何看待质量在研发中的重要性?

郎丰群:在极端环境下,质量不是选项而是必需。我们的储能设备通过严格测试,即使单个箱体起火,也能确保火势不蔓延。质量是技术的生命线,需要落实到每个细节。

5. 未来展望:持续创新

问:功率模组焊接工艺将如何发展?

郎丰群:我们将持续探索新材料、新工艺,如高导热焊接技术和烧结技术等。同时引入AI技术提升质量控制水平。

问:对年轻工程师的建议?

郎丰群:建议保持对技术的热爱,注重细节把控,深入一线实践。同时要开拓视野,积极参与行业交流,这些都有助于解决实际问题。

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