電子發燒友網報道(文/李誠)在政策利好與自然資源緊張的驅使下,電動汽車的發展步入了正軌。隨著電動汽車基礎配套設施的不斷完善,以及技術的成熟,電動汽車在近年來得到了大量普及,并取得了顯著增長。據Canalys公布數據顯示,2021年全球新能源電動汽車銷售總量達650萬輛,同比增長109%,占比全球汽車銷量的9%。
在電動汽車高速增長的市場背景下,市場對生產電動汽車所需相關零部件的需求持續擴大,具有耐高溫、高壓、高效的碳化硅功率器件就是其中之一。據有關外媒報道,電動汽車所需的碳化硅功率器件,在2025年將會占到整個碳化硅功率半導體市場的37%左右,市場占比將近4成,相較于2021年提升25%。
基于碳化硅突出的電氣特性,碳化硅在車載逆變器、車載充電器和快速充電樁等領域的應用已經得到了快速的鋪開,在設備體積、能量損耗、系統效率方面都得到了進一步的優化。電動汽車無論是在動力、噪音亦或是使用成本方面均比傳統的燃油車更具優勢,但電動汽車最大的痛點還是充電慢的問題。
為解決這一痛點,高壓平臺技術似乎成為目前最好的解決方案之一,同時800V以上的高壓平臺也成為了各大整車廠商未來規劃的重點。預計在今年上半年實現交付,號稱充電10分鐘續航800公里的長城沙龍機甲龍,也引進了800V高壓技術,峰值充電功率可達400KW。2021年11月,國內首款基于800V高壓SiC平臺的量產車小鵬G9正式亮相,同時極氪、理想、極狐在800V高壓平臺也有不同程度的部署,今年有望成為800V高壓平臺的發展元年,碳化硅功率器件也將在800V高壓平臺的發展中借勢而起獲得充分受益。
近年來碳化硅功率器件在電動汽車領域的持續火熱,上游芯片廠商也嗅到了車用碳化硅潛在的商機,不斷加大產品的研發力度,擴大產能。
東芝1200V、1700V碳化硅MOSFET模塊
碳化硅是硅器件的替代品,是降低損耗、增加電動車續航里程的關鍵。東芝此前曾對外宣稱,將會在2025年之前將碳化硅的生產規模擴大到2020的10倍,并計劃于2023年將旗下姬路半導體工廠的SiC功率半導體產量擴增至2020年度的3倍。今年1月,東芝推出了兩款1200V和1700V碳化硅MOSFET模塊,并與之前推出的3300V功率器件構成了不同電壓等級的產品線。
此次東芝推出1200V碳化硅功率模塊的型號為MG600Q2YMS3,額定漏極電流最高可至600A,額定電壓為1700V碳化硅功率模塊型號為MG400V2YMS3,額定漏極電流為400A。這兩款產品采用的是一樣的PMI153A封裝,在安裝方式上與應用較為廣泛的硅基IGBT模塊相兼容。
在碳化硅MOSFET模塊參數細節方面,這兩款產品均支持超寬5000V的輸入和輸出的電壓隔離條件,其中MG600Q2YMS3能夠在不超過600A的漏極電流情況下提供0.9V的漏極導通電壓(感應),0.8V的源極導通電壓(感應),1.6V的源極關斷電壓。當工作環境在150℃、漏極電流600A、漏極導通電流為600V時,MG600Q2YMS3的開關損耗為25mJ,關斷損耗為28mJ。當工作環境在150℃、漏極電流400A、漏極導通電流為900V時,MG400Q2YMS3的開關損耗為28mJ,關斷損耗為27mJ。較低能量的損耗特性能夠滿足多方面的應用需求,如軌道車輛的逆變器和轉換器、電機控制設備、高頻DC-DC轉換器等。
碳化硅功率器件老玩家ROHM
ROHM是一家碳化硅功率方案的主要提供商,在去年先后與國內的車企吉利和正海集團達成合作共同探索汽車市場,發展碳化硅技術,提升電動車續航里程。在ROHM碳化硅功率器件陣營中已經實現耐壓等級650V至1200V的覆蓋,并且在SCT3系列的碳化硅MOSFET中采用了第三代溝槽柵型工藝,使得導通電阻相較于前一代技術產品降低了50%。同時SCT3系列的碳化硅MOSFET還采用了4引腳的特色封裝,進一步提升產品的開關頻率,降低開關損耗。
CT3022KLHR是此前ROHM推出的一款N溝道碳化硅MOSFET,這款MOSFET采用了溝槽柵極結構的設計,在相同尺寸的情況下,相較于平面型產品在導通電阻方面得到了很大的優化。其滿足車規級AEC-Q101的應用標準,最高耐壓等級為1200V,擁有著22mΩ極低的導通電阻,同時還具有開關頻率高、切換速度快的特性,在一定程度上降低了功率器件在工作時所產生的功率損耗。在電動汽車的應用中,更低的導通電阻和高開關頻率才是提升系統效率,節省成本,提高續航里程的關鍵。CT3022KLHR的工作結溫為175℃,可保證在汽車充電樁、車載OBC的應用中功率器件工作的穩定性。
結語
電動汽車在高速增長的同時也帶動了市場對碳化硅功率器件的需求,碳化硅功率器件在高壓應用中降低能量損耗,提高系統效率的特性,吸引了更多廠商的關注,博世、東芝、羅姆、三安光電等企業紛紛開展擴產計劃,以應對后期電動車市場爆發所帶來的增長。小鵬汽車、吉利汽車等車企也在爭相加碼,投資碳化硅半導體相關產業。
在電動汽車高速增長的市場背景下,市場對生產電動汽車所需相關零部件的需求持續擴大,具有耐高溫、高壓、高效的碳化硅功率器件就是其中之一。據有關外媒報道,電動汽車所需的碳化硅功率器件,在2025年將會占到整個碳化硅功率半導體市場的37%左右,市場占比將近4成,相較于2021年提升25%。
基于碳化硅突出的電氣特性,碳化硅在車載逆變器、車載充電器和快速充電樁等領域的應用已經得到了快速的鋪開,在設備體積、能量損耗、系統效率方面都得到了進一步的優化。電動汽車無論是在動力、噪音亦或是使用成本方面均比傳統的燃油車更具優勢,但電動汽車最大的痛點還是充電慢的問題。
為解決這一痛點,高壓平臺技術似乎成為目前最好的解決方案之一,同時800V以上的高壓平臺也成為了各大整車廠商未來規劃的重點。預計在今年上半年實現交付,號稱充電10分鐘續航800公里的長城沙龍機甲龍,也引進了800V高壓技術,峰值充電功率可達400KW。2021年11月,國內首款基于800V高壓SiC平臺的量產車小鵬G9正式亮相,同時極氪、理想、極狐在800V高壓平臺也有不同程度的部署,今年有望成為800V高壓平臺的發展元年,碳化硅功率器件也將在800V高壓平臺的發展中借勢而起獲得充分受益。
近年來碳化硅功率器件在電動汽車領域的持續火熱,上游芯片廠商也嗅到了車用碳化硅潛在的商機,不斷加大產品的研發力度,擴大產能。
東芝1200V、1700V碳化硅MOSFET模塊
碳化硅是硅器件的替代品,是降低損耗、增加電動車續航里程的關鍵。東芝此前曾對外宣稱,將會在2025年之前將碳化硅的生產規模擴大到2020的10倍,并計劃于2023年將旗下姬路半導體工廠的SiC功率半導體產量擴增至2020年度的3倍。今年1月,東芝推出了兩款1200V和1700V碳化硅MOSFET模塊,并與之前推出的3300V功率器件構成了不同電壓等級的產品線。
?
圖源:東芝
圖源:東芝
此次東芝推出1200V碳化硅功率模塊的型號為MG600Q2YMS3,額定漏極電流最高可至600A,額定電壓為1700V碳化硅功率模塊型號為MG400V2YMS3,額定漏極電流為400A。這兩款產品采用的是一樣的PMI153A封裝,在安裝方式上與應用較為廣泛的硅基IGBT模塊相兼容。
在碳化硅MOSFET模塊參數細節方面,這兩款產品均支持超寬5000V的輸入和輸出的電壓隔離條件,其中MG600Q2YMS3能夠在不超過600A的漏極電流情況下提供0.9V的漏極導通電壓(感應),0.8V的源極導通電壓(感應),1.6V的源極關斷電壓。當工作環境在150℃、漏極電流600A、漏極導通電流為600V時,MG600Q2YMS3的開關損耗為25mJ,關斷損耗為28mJ。當工作環境在150℃、漏極電流400A、漏極導通電流為900V時,MG400Q2YMS3的開關損耗為28mJ,關斷損耗為27mJ。較低能量的損耗特性能夠滿足多方面的應用需求,如軌道車輛的逆變器和轉換器、電機控制設備、高頻DC-DC轉換器等。
碳化硅功率器件老玩家ROHM
ROHM是一家碳化硅功率方案的主要提供商,在去年先后與國內的車企吉利和正海集團達成合作共同探索汽車市場,發展碳化硅技術,提升電動車續航里程。在ROHM碳化硅功率器件陣營中已經實現耐壓等級650V至1200V的覆蓋,并且在SCT3系列的碳化硅MOSFET中采用了第三代溝槽柵型工藝,使得導通電阻相較于前一代技術產品降低了50%。同時SCT3系列的碳化硅MOSFET還采用了4引腳的特色封裝,進一步提升產品的開關頻率,降低開關損耗。
?
圖源:ROHM
圖源:ROHM
CT3022KLHR是此前ROHM推出的一款N溝道碳化硅MOSFET,這款MOSFET采用了溝槽柵極結構的設計,在相同尺寸的情況下,相較于平面型產品在導通電阻方面得到了很大的優化。其滿足車規級AEC-Q101的應用標準,最高耐壓等級為1200V,擁有著22mΩ極低的導通電阻,同時還具有開關頻率高、切換速度快的特性,在一定程度上降低了功率器件在工作時所產生的功率損耗。在電動汽車的應用中,更低的導通電阻和高開關頻率才是提升系統效率,節省成本,提高續航里程的關鍵。CT3022KLHR的工作結溫為175℃,可保證在汽車充電樁、車載OBC的應用中功率器件工作的穩定性。
結語
電動汽車在高速增長的同時也帶動了市場對碳化硅功率器件的需求,碳化硅功率器件在高壓應用中降低能量損耗,提高系統效率的特性,吸引了更多廠商的關注,博世、東芝、羅姆、三安光電等企業紛紛開展擴產計劃,以應對后期電動車市場爆發所帶來的增長。小鵬汽車、吉利汽車等車企也在爭相加碼,投資碳化硅半導體相關產業。
聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。
舉報投訴
-
電動汽車
+關注
關注
156文章
12069瀏覽量
231123 -
碳化硅
+關注
關注
25文章
2749瀏覽量
49021 -
碳化硅MOSFET
+關注
關注
0文章
35瀏覽量
4198
發布評論請先 登錄
相關推薦
碳化硅的未來發展趨勢
源轉換 碳化硅材料的高電子遷移率和高熱導率使其在電力電子領域具有顯著優勢。特別是在高功率轉換器中,碳化硅器件能夠實現更高的效率和更小的體積。隨著電動汽車和可再生能源技術的發展,對高效能源轉換的需求日益增長,
碳化硅的應用領域 碳化硅材料的特性與優勢
的功率器件具有高耐壓、低導通電阻和高頻率的特性,適用于電動汽車、太陽能逆變器、高速鐵路牽引驅動等領域。 射頻器件 :在5G通信、雷達、衛星通信等領域,碳化硅材料因其高頻特性被用于制造高性能的射頻器件。 照明領域 : LED照明 :碳化
碳化硅SiC在電動車中的應用
碳化硅(SiC)在電動車中的應用主要集中在電力電子系統方面,以下是對其在電動車中具體應用的分析: 一、電動車充電設備 在電動車充電設備中,
低功耗碳化硅 MOSFET 的發展 | 氮化硼高導熱絕緣片
一、前言隨著電動汽車的發展,汽車功率器件芯片也正在尋求能夠有效處理更高工作電壓和溫度的組件。此時碳化硅MOSFET成為牽引逆變器等電動汽車構建模塊的首選技術。基于
CoolSiC? MOSFET G2助力英飛凌革新碳化硅市場
全球能源轉型相關應用領域,例如,光伏、儲能、電動汽車和電動汽車充電基礎設施。英飛凌CoolSiC產品系列在這些領域大有可為。掃碼下載英飛凌碳化硅白皮書QCoolSi
吉利汽車與ST簽署碳化硅(SiC)器件長期供應協議
服務多重電子應用領域、全球排名前列的半導體公司意法半導體(簡稱ST)與全球汽車及新能源汽車龍頭制造商吉利汽車集團宣布,雙方簽署碳化硅(SiC)器件長期供應協議,在原有合作基礎上進一步加
SemiQ用于電動汽車快速充電的碳化硅
SemiQ的各種碳化硅(SiC)二極管、模塊和MOSFET能夠滿足高效率電動汽車快速充電設計的需求,具有一流的可靠性、質量和性能。SiC模塊和分立封裝中的1200V二極管具有一系列電壓和電流,可為
碳化硅器件在車載充電機(OBC)中的性能優勢
碳化硅作為第三代半導體具有耐高溫、耐高壓、高頻率、抗輻射等優異性能采用碳化硅功率器件可使電動汽車或混合動力汽車功率轉化能耗損失降低20%,在OBC產品上使用
發表于 04-10 11:41
?629次閱讀
碳化硅壓敏電阻 - 氧化鋅 MOV
碳化硅圓盤壓敏電阻 |碳化硅棒和管壓敏電阻 | MOV / 氧化鋅 (ZnO) 壓敏電阻 |帶引線的碳化硅壓敏電阻 | 硅金屬陶瓷復合電阻器 |ZnO 塊壓敏電阻 關于EAK碳化硅壓敏
發表于 03-08 08:37
碳化硅逆變器是什么 功能介紹
等。這些特性使得碳化硅逆變器在電力電子領域具有廣泛的應用前景,特別是在新能源、電動汽車、軌道交通等領域。碳化硅逆變器的工作原理是利用碳化硅半導體材料的高載流子遷移率和低導通電阻特性,實
碳化硅功率器件簡介、優勢和應用
碳化硅二極管和碳化硅晶體管。由于其出色的性能,碳化硅功率器件在電動汽車、可再生能源系統、智能電網、軌道交通等領域具有廣泛的應用前景。
碳化硅器件領域,中外的現況如何?
導電型碳化硅功率器件主要是通過在導電型襯底上生長碳化硅外延層,得到碳化硅外延片后進一步加工制成,品種包括SBD(肖特基二極管)、MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)、IGBT(絕緣柵雙極性晶體管)等,主要用于
發表于 12-27 10:08
?441次閱讀
評論