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新能源車或者光伏領域功率模塊

發布時間:2020/9/23 20:23:44 訪問次數:1328

功率半導體巨頭不斷推出新的基于 SIC 材料的功率器件,且推出的幾款 SiC SBD 及 MOSFET 均符合車規級(AEC-Q101)標準,這些產品應用于新能源車或者光伏領域等功率器件需求場景,將顯著減少功耗,提高轉化效率。

我國的“中國制造 2025”計劃中明確提出要大力發展第三代半導體產業。2015 年 5 月,中國建立第三代半導體材料及應用聯合創新基地,搶占第三代半導體戰略新高地;

國家科技部、工信部、北京市科委牽頭成立第三代半導體產業技術創新戰略聯盟(CASA),對推動我國第三代半導體材料及器件研發和相關產業發展具有重要意義。

國內外 SIC 產業鏈日趨成熟,成本持續下降,下游接受度也開始提升,目前整個產業鏈處于行業爆發的前夜。

SIC 的功率器件如 SIC MOS,相比于 Si 基的 IGBT,其導通電阻可以做的更低,體現在產品上面,就是尺寸降低,從而縮小體積,并且開關速度快,功耗相比于傳統功率器件要大大降低。

在電動車領域,電池重量大且價值量高,如果在 SIC 器件的使用中可以降低功耗,減小體積,那么在電池的安排上就更游刃有余;同時在高壓直流充電樁中應用 SIC 會使得充電時間大大縮短,帶來的巨大社會效益。

SiC 器件具備的多種優勢將帶動電動車續航能力的提升:

高電能轉換效率:SiC 屬于寬能隙材料, 擊穿場強度大比 Si 基半導體材料更適用在高功率的應用場景;

高電能利用效率:SiC 屬于寬能隙材料, 擊穿場強度大比 Si 基半導體材料更適用在高功率的應用場景;

低無效熱耗:開關頻率高, 速度快, 所產生無效的熱耗減少, 使的電路、散熱系統得以簡化。

行業發展的瓶頸目前在于 SIC 襯底成本高:目前 SIC 的成本是 Si 的 4-5 倍,預計未來 3-5 年價格會逐漸降為 Si 的 2 倍左右,SIC 行業的增速取決于 SIC 產業鏈成熟的速度,目前成本較高,且 SIC 器件產品參數和質量還未經足夠驗證;

SIC MOS 的產品穩定性需要時間驗證:根據英飛凌 2020 年功率半導體應用大會上專家披露,目前 SiC MOSFET 真正落地的時間還非常短,在車載領域才剛開始商用(Model 3 中率先使用了 SIC MOS 的功率模塊),一些諸如短路耐受時間等技術指標沒有提供足夠多的驗證,SIC MOS 在車載和工控等領域驗證自己的穩定性和壽命等指標需要較長時間;


(素材:eccn.如涉版權請聯系刪除)


功率半導體巨頭不斷推出新的基于 SIC 材料的功率器件,且推出的幾款 SiC SBD 及 MOSFET 均符合車規級(AEC-Q101)標準,這些產品應用于新能源車或者光伏領域等功率器件需求場景,將顯著減少功耗,提高轉化效率。

我國的“中國制造 2025”計劃中明確提出要大力發展第三代半導體產業。2015 年 5 月,中國建立第三代半導體材料及應用聯合創新基地,搶占第三代半導體戰略新高地;

國家科技部、工信部、北京市科委牽頭成立第三代半導體產業技術創新戰略聯盟(CASA),對推動我國第三代半導體材料及器件研發和相關產業發展具有重要意義。

國內外 SIC 產業鏈日趨成熟,成本持續下降,下游接受度也開始提升,目前整個產業鏈處于行業爆發的前夜。

SIC 的功率器件如 SIC MOS,相比于 Si 基的 IGBT,其導通電阻可以做的更低,體現在產品上面,就是尺寸降低,從而縮小體積,并且開關速度快,功耗相比于傳統功率器件要大大降低。

在電動車領域,電池重量大且價值量高,如果在 SIC 器件的使用中可以降低功耗,減小體積,那么在電池的安排上就更游刃有余;同時在高壓直流充電樁中應用 SIC 會使得充電時間大大縮短,帶來的巨大社會效益。

SiC 器件具備的多種優勢將帶動電動車續航能力的提升:

高電能轉換效率:SiC 屬于寬能隙材料, 擊穿場強度大比 Si 基半導體材料更適用在高功率的應用場景;

高電能利用效率:SiC 屬于寬能隙材料, 擊穿場強度大比 Si 基半導體材料更適用在高功率的應用場景;

低無效熱耗:開關頻率高, 速度快, 所產生無效的熱耗減少, 使的電路、散熱系統得以簡化。

行業發展的瓶頸目前在于 SIC 襯底成本高:目前 SIC 的成本是 Si 的 4-5 倍,預計未來 3-5 年價格會逐漸降為 Si 的 2 倍左右,SIC 行業的增速取決于 SIC 產業鏈成熟的速度,目前成本較高,且 SIC 器件產品參數和質量還未經足夠驗證;

SIC MOS 的產品穩定性需要時間驗證:根據英飛凌 2020 年功率半導體應用大會上專家披露,目前 SiC MOSFET 真正落地的時間還非常短,在車載領域才剛開始商用(Model 3 中率先使用了 SIC MOS 的功率模塊),一些諸如短路耐受時間等技術指標沒有提供足夠多的驗證,SIC MOS 在車載和工控等領域驗證自己的穩定性和壽命等指標需要較長時間;


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