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“三高”SiC新能源汽车使用将现高增加

  在2018年11月6至8日于上海举办中国汽车工程学会年会暨博览会(SAECCE)上,全球出名半导体系体例造商罗姆(总部位于日本京都)携多款新产物表态。在同期举办的“新能源汽车及夹杂动力手艺分论坛”上,罗姆半导体(北京)无限公司设想核心所长水原德健先生颁发了“面向新能源汽车的SiC(碳化硅)处理方案”的主题演讲。会后,水原德健还就SiC在汽车行业使用的劣势、趋向等话题接管了汽车制动网的专访。

  如业内人士所知,时至今日,半导体财产成长履历了三个阶段,第一代半导体材料以硅(Si)为代表;第二代半导体材料砷化镓(GaAs)也曾经普遍使用;第三代半导体材料则以氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)等宽禁带为代表。相较前两代产物,第三代半导体材料具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁徙率等特点,很是合用于制造高温、高频、抗辐射及大功率器件。

  据水原德健引见,比拟Si材料,第三代的SiC具有“三高(高温、高压、高频)”等分析劣势。在耐高温方面,SiC材料可达到250℃,比Si超出跨越50℃。采用SiC材料,器件的散热板能够设想的小一些,外观尺寸更紧凑(轻量化)。重庆分分彩官方平台在耐高压方面,Si材料的耐压瓶颈在900V摆布,虽然也能在1200V,以至1500V下工作,但机能特征会有所下降,若是要达到1700V或以上,则必必要利用第三代的SiC材料。由于SiC材料击穿场强(Breakdown Electriic Field)目标几乎能达到Si的10倍。在满足高频响应方面,SiC材料的开关速度更快,使得器件内的电阻、电感、线圈能以更小、更紧凑的尺寸满足系统需求。此中,线圈的尺寸可缩小至原先的1/10。

  在满足划一机能特征的需求时,采器具有高温、高压、高频劣势的SiC材料制造的功率器件,能够比Si更薄、更轻、更玲珑。

  水原德健暗示,在满足划一机能特征的需求时,采器具有高温、高压、高频劣势的SiC材料制造的功率器件,能够比Si更薄、更轻、更玲珑。无疑,SiC材料“三高”特征正好满足了新能源汽车的使用所需。就目前SiC材料成长而言,在新能源汽车中的次要使用包罗:车载充电器、DC/DC电压转换器、主机逆变器以及无线充电。他估计,采用SiC的功率器件无望在2022年呈现迸发式增加。同时,滚筒筛应用车载充电器采用SiC材料,可实现更高的充电效率、更长的续驶里程。

  勾当现场,罗姆展现了其与Formula-E参赛队-文图里(Venturi)车队合作的手艺功效示企图。水原德健说,两边的合作起步很早,从2016年的第三赛季就起头了。几年来,在Formula-E赛车电力驱动主逆变器上的使用演进,也验证了SiC元器件的机能劣势。例如,同为200kW功率,第三赛季比拟第二赛季保守的逆变器,采用SiC材料后总量减轻了2kg、尺寸缩小了19%。而第四赛季使用了全SiC模块的主逆变器(220KW)比拟第二赛季,实现减重6kg、体积缩小43%。

  权势巨子机构统计数据显示,2017年,罗姆位列SiC市场前三甲,并且与排名前两位的市场份额很是接近。

  采访中,水原德健细致引见了罗姆SiC的成长汗青。他说,早在2002年,公司就起头进行SiC材料的根本研发。2009年收购了SiC晶圆供应商德国SiCrystal公司, 2010年,完美并确立了罗姆在SiC器件范畴一条龙的出产系统,罗姆第一代肖特基势垒二极管量产,是其时日本首家、全球第4家具备该量产能力的半导体厂商。同年12月,罗姆作为全球第一家公司量产了SiC MOSFET。2012年,罗姆SiC全模块产物起头量产。2015年,采用立异的沟槽机关的第二代SiC MOSFET投产。比拟第一代采用平面机关的产物,第二代产物芯片尺寸更小,并通过导通电阻的降低,使得器件具备更大的通过电流(功率)。最新的第三代SiC功率器件也于2017年11月起头量产。

  谈到SiC全球使用概况,水原德健说,2013年起SiC材料起头逐渐被利用。目前,SiC材料次要使用于这四大市场:风电、重庆分分彩官方平台太阳能等绿色能源范畴;办事器等消息和通信(ICT)行业;新能源汽车;工业节制。他坦言,受较高成本的限制,除了个体车型外,目前SiC材料在新能源汽车上的使用还未普及开。不外,瞻望将来,新能源汽车使用增加是最快的。据行业最新统计和预测,SiC材料全球市场规模将从2017年的4亿美元快速增加到2025年的16亿美元,乐观的预测以至能达到34亿美元。水原德健透露,为了把握SiC材料快速增加的机缘,罗姆打算分批投入共计600亿日币,至2025年时将SiC的产能提拔至2017年的16倍。力争到2025年,罗姆能在全球SiC市场的份额达到30%。

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