第三代半導體功率器件在汽車上的應用
發布時間:2023-02-21 來源:安森美 責任編輯:wenwei
【導讀】目前碳化矽(SiC)在車載充電器(OBC)已經得到了普及應用,在電驅的話已經開始逐步有企業開始大規模應用,當然SiC和Si的功率器件在成本上還有一定的差距,主要是因為SiC的襯底良率還有長晶的速度很慢導致成本偏高。隨著工藝的改進,這些都會得到解決。
同時SiC由於開關速度比較快,衍生出來的問題在應用裏還沒有完全的暴露出來,隨著SiC的終端客戶在這方麵的應用經驗越來越豐富,SiC的使用也會趨於成熟。
接下來,安森美(onsemi)汽車主驅功率模塊產品線經理陸濤將和您聊聊關於未來SiC在新能源汽車上的普及及應用。
▲安森美汽車主驅功率模塊產品線經理 陸濤
要降低第三代半導體功率器件在新能源汽車上的使用門檻,您認為供應鏈上的各個環節需要怎麼做?垂直整合(IDM)模式和Fabless + Foundry模式那個更適合?請簡述理由
IDM和Fabless都有機會,IDM由於整個供應鏈是完美整合的,所以它有天然的優勢去解決上麵的問題。Fabless需要和Foundry深入配合才有可能解決這些問題。相對而言在SiC領域IDM會比Fabless發展快一些。
能否點評一下目前幾種主流的電動汽車功率器件的優劣勢,矽基MOSFET、SJ-MOSFET、矽基SiC、矽基GaN等?
電動汽車功率器件目前主要是矽基IGBT、MOSFET、GaN以及SiC MOSFET。矽基的IGBT優點是工藝成熟,高壓大電流工況下性能優異。但是開關速度不快,小電流損耗偏大。而矽基MOSFET優點是工藝成熟,低壓小電流條件下導通電阻比較低,同時速度也比較快但是高壓器件的導通電阻偏大。
SiC的MOSFET優you點dian是shi高gao壓ya器qi件jian的de導dao通tong電dian阻zu相xiang對dui而er言yan比bi較jiao低di,開kai關guan速su度du比bi較jiao快kuai。高gao壓ya小xiao電dian流liu的de情qing況kuang下xia,導dao通tong電dian阻zu比bi較jiao低di特te別bie適shi用yong於yu新xin能neng源yuan汽qi車che的de逆ni變bian器qi應ying用yong裏li。但dan是shi它ta的de成cheng本ben偏pian高gao,同tong時shi高gao壓ya大da電dian流liu的de時shi候hou導dao通tong電dian阻zu比bi較jiao高gao相xiang對duiIGBT而言在這個時候損耗會偏高。
作為當前的電動汽車普及第一大國,中國提出了“雙碳”目(mu)標(biao),汽(qi)車(che)大(da)廠(chang)比(bi)亞(ya)迪(di)也(ye)率(lv)先(xian)宣(xuan)布(bu)停(ting)售(shou)燃(ran)油(you)車(che),這(zhe)一(yi)係(xi)列(lie)的(de)舉(ju)動(dong)是(shi)否(fou)會(hui)對(dui)國(guo)內(nei)的(de)第(di)三(san)代(dai)半(ban)導(dao)體(ti)起(qi)到(dao)助(zhu)推(tui)作(zuo)用(yong)?貴(gui)司(si)會(hui)如(ru)何(he)開(kai)發(fa)和(he)利(li)用(yong)好(hao)這(zhe)一(yi)市(shi)場(chang)?
第三代半導體對於電動車是非常關鍵的一個器件,未來會得到大規模的普及應用。安森美是少數具備SiC垂直供應鏈的供應商之一,已經積極在整個SiC供應鏈全部環節投入大量的資源,包括基板襯底到最終產品的封裝相關的技術,積極應對這一趨勢。尤其安森美在收購SiC生產商GT Advanced Technologies(“GTAT”)後,更進一步增強其在SiC領域的獨特優勢,以滿足市場不斷增長的SiC需求。
當前已有新能源汽車企業或投資、或(huo)與(yu)半(ban)導(dao)體(ti)公(gong)司(si)成(cheng)立(li)合(he)資(zi)公(gong)司(si),共(gong)同(tong)開(kai)發(fa)或(huo)定(ding)製(zhi)車(che)規(gui)級(ji)第(di)三(san)代(dai)半(ban)導(dao)體(ti)功(gong)率(lv)器(qi)件(jian),甚(shen)至(zhi)自(zi)建(jian)產(chan)線(xian)。這(zhe)樣(yang)一(yi)方(fang)麵(mian)可(ke)以(yi)綁(bang)定(ding)產(chan)能(neng)避(bi)免(mian)缺(que)貨(huo),另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)協(xie)同(tong)研(yan)發(fa)定(ding)製(zhi)器(qi)件(jian)能(neng)更(geng)有(you)效(xiao)針(zhen)對(dui)終(zhong)端(duan)進(jin)行(xing)優(you)化(hua)。您(nin)如(ru)何(he)看(kan)這(zhe)類(lei)模(mo)式(shi)的(de)前(qian)景(jing)?
這個是目前市場的趨勢之一,其實還有一種趨勢是和IDM廠家談保供(LTSA)。相對而言保供協議更容易實施。
從全球來看,2005年以來已經有很多國家和地區相繼公告並推動禁售燃油車的政策和時間節點,大部分發達國家預計在2030年前後實現燃油車禁售。您認為這樣的時間節點對車用第三代半導體器件廠商來說意味著什麼?
wulunshidisandaibandaotihuozheguijiqijianchangshang,zhedouyiweizheyigejudadeshichangqianjing。qubiezaiyudisandaibandaotideshichangfenedaxiao,yaoxianghuodegengduodeshichangfene,namejiuyaozaichendiheqijianfangmiantongshifali,tigaoxingnengdetongshijiangdichengben。
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