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SiC碳化硅决议能否“弯道超车”的轿车功率芯片

发布时间:2022-02-28 05:26:07 来源:米乐m6官网

  还记得两年前北京车展上,咱们在博世的展台观赏。包含各种电驱动、ADAS传感器、氢燃料电池等等“巨大上”的展品,多得让人看不过来。

  但博世在介绍他们技能时,却对一块装在玻璃盒子里,巨细手指差不多的黑色芯片反常注重——SiC碳化硅功率器材。

  在近两年技能产品发布上,“SiC碳化硅”成为一切跨国零部件供货商和主机厂的常常提起的明星产品,包含麦格纳、博格华纳、马勒、大陆集团等等,都纷繁声称他们用了碳化硅。

  例如奔跑今年初的发布的EQXX,就声称:“搭载最大功率150kW的后桥电机,应用了碳化硅功率模块,进一步降低了损耗。”

  举个比如,现在很多人手机都用上了“氮化镓”充电器,这种新资料充电器体积非常小,但发热小充电功率很高。而轿车用SiC碳化硅便是与消费电器里氮化镓相同奇特的功率半导体。

  首要说说SiC碳化硅的效果。一辆电动车充电的时分,它需求把沟通电转化成直流电,然后存储在锂电池中。锂电池中的高压直流转化为沟通电,然后供给沟通电动机运用。

  上面这些沟通—直流—沟通等杂乱的改换进程,咱们称为整流或逆变,很不幸这个进程都需求发热,都会发生功率损耗。

  电动轿车触及功率半导体的组件包含:电机驱动体系、车载充电体系(OBC)、电源转化体系(车载 DC/DC)和非车载充电桩。碳化硅功率器材在某些要害的主逆变器(例如电驱动)上,叠加高压电流,SiC碳化硅仍然比IGBT有绝对优势。

  碳化硅半导体热能丢失仅有纯硅芯片的一半,因而可以进步电动轿车的行进路程。像未来电动车800伏电压体系中,碳化硅能马到成功要加速充电速度、进步产品功能。并且还能节省动力电子设备冷却本钱、减轻电动轿车本身的分量。

  例如博世的碳化硅功率器材,与传统硅基资料产品比较(IGBT),能坚持较低能量损耗和较小芯片面积,为电动轿车和混合动力轿车添加高达6%的续航路程。

  例如特斯拉的 Model 3 的主电驱逆变器选用了SiC MOSFET。2021 年发布的新车型中,像蔚来 ET7第二代电驱,小鹏的 G9,长城的机甲龙都选用到SiC碳化硅模块。每个模块里边由若干SiC芯片封装组成。

  比亚迪在2020 年发布的汉EV高功能四驱版,是国内首款选用自研 SiC碳化硅模块的车型,供货商是自家的比亚迪半导体。

  比亚迪半导体的SiC 碳化硅功率模块是一款三相全桥拓扑结构,首要应用于新能源轿车电机驱动控制器。比亚迪声称是“全球首家、国内仅有完结在电机驱动控制器中大批量装车的 SiC 三相全桥模块。”

  比亚迪SiC功率模块输出功率可达250kW以上,与同功率水平的IGBT比较,模块体积可以缩小一半以上。

  可以想像的是,未来轿车都会电动化,那么对SiC碳化硅功率器材的需求是巨大的。商场调研咨询公司Yole发布的猜测显现,从现在到2025年,碳化硅商场每年的增速将到达30%,商场规模将超越25亿美元。

  而功率半导体SiC碳化硅和IGBT量产化,会集在德国英飞凌 Infineon,恩智浦 NXP,意法半导体 STM,安森美 ON semi等少量几家,特别是英飞凌的优势很显着。

  国内现在可以完结自主研制到量产的厂商是比亚迪,旗下的比亚迪半导体产品包含了干流的IGBT,以及高端产品SiC碳化硅MOFEST等,掩盖非常全面。

  比亚迪半导体SiC车用功率模块,结构非常紧凑,仅一个手掌巨细,输出功率250KW。自产SiC功率半导体也让比亚迪电动车在电机驱动上带来显着的功率进步,并使电机驱动控制器体积减小60%以上。

  正是由于SiC碳化硅的重要性,轿车零部件排名榜首的博世,两年前宣告将持续推动碳化硅芯片研制并完结量产。

  2021年博世已在罗伊特林根晶圆工厂增建了1000平方米无尘车间,2023年末还将新建3000平方米无尘车间。现在运用的150毫米晶圆,而很快方案运用200毫米晶圆制作,单个晶圆需花费数月时刻才能在很多机器设备中完结上百个工艺过程。

  博世将持续扩展碳化硅功率半导体的产能,方案将产出进步至上亿颗的水平。一起着手研制功率密度更高的第二代碳化硅芯片,估计将于2022年投入大规模量产。

  未来要完结咱们电动车的“弯道超车”梦,必须在要害技能上有打破。而关于电动车来说,SiC碳化硅功率芯片,是咱们最需求打破的技能。回来搜狐,检查更多