在電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)方面，提高續(xù)航里程的最有效方法是提高電池電壓。目前，大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)電池的輸出電壓為400 V或更低。將此電壓提高到800 V可在相同電流下提供更大的車(chē)輛馬力。它還提高了給定功率水平下的系統(tǒng)效率。

降低電動(dòng)汽車(chē)成本的一個(gè)關(guān)鍵工具是提高電力電子設(shè)備的效率，最重要的是提高功率密度（功率效率與整體尺寸之比）。電力電子設(shè)備的功能是將電池提供的高壓直流電轉(zhuǎn)換為車(chē)輛所需的各種其他形式。這包括牽引電機(jī)（驅(qū)動(dòng)車(chē)輪）所需的三相交流電（AC），以及車(chē)載充電器和其他系統(tǒng)所需的各種DC/DC轉(zhuǎn)換。

設(shè)計(jì)人員對(duì)碳化硅碳化硅的問(wèn)題

是什么限制了更高電池電壓的使用并阻礙了系統(tǒng)功率密度的進(jìn)一步提高？問(wèn)題的很大一部分是大多數(shù)電力電子設(shè)備都使用硅半導(dǎo)體電源開(kāi)關(guān)。硅-用于我們現(xiàn)在擁有的幾乎所有電子設(shè)備的集成電路-在高壓和高溫下根本無(wú)法正常工作。而這些正是電動(dòng)汽車(chē)電力電子設(shè)備中存在的條件。

幸運(yùn)的是，對(duì)于這類(lèi)應(yīng)用，有一種替代硅的半導(dǎo)體材料，稱(chēng)為碳化硅（SiC）。它具有一系列電子特性，非常適合在電動(dòng)汽車(chē)電力電子設(shè)備中的高電壓、高溫和高功率下使用。下表總結(jié)了碳化硅在電動(dòng)汽車(chē)電力電子領(lǐng)域的主要特性和優(yōu)勢(shì)。

滿足全球?qū)μ蓟璧男枨?/p>

汽車(chē)制造商已經(jīng)非常清楚SiC功率開(kāi)關(guān)的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，微電子制造商正在努力擴(kuò)大生產(chǎn)能力，以滿足這一不斷發(fā)展的需求。

但是，生產(chǎn)出符合電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)未來(lái)產(chǎn)量和成本目標(biāo)的高質(zhì)量碳化硅器件并不容易。事實(shí)上，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的研發(fā)，全球仍然只有少數(shù)供應(yīng)商掌握了生產(chǎn)高質(zhì)量、大型、無(wú)缺陷的碳化硅晶圓的藝術(shù)。

此外，理想情況下，汽車(chē)制造商希望從垂直整合的供應(yīng)商處采購(gòu)基于SiC的功率組件。也就是說(shuō)，這家公司從種植晶圓材料一直到制造成品、封裝設(shè)備，無(wú)所不包。對(duì)材料基板和外延擁有所有權(quán)和控制權(quán)的組件制造商使汽車(chē)制造商或一級(jí)供應(yīng)商相信產(chǎn)品將可靠交付并保持一致的質(zhì)量。如果出現(xiàn)問(wèn)題，它還消除了供應(yīng)鏈中供應(yīng)商之間的相互指責(zé)。

相干公司是全球?yàn)閿?shù)不多的擁有完整、垂直整合碳化硅制造能力的公司之一。我們生產(chǎn)碳化硅晶圓和外延，一直到功率器件和模塊。此外，我們可以生產(chǎn)碳化硅材料無(wú)與倫比的質(zhì)量，使相干公司幾乎是唯一一家能夠成功從目前的標(biāo)準(zhǔn)晶圓直徑150毫米過(guò)渡到200毫米的供應(yīng)商。較大晶圓的好處是可以顯著降低器件成本。

消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的接受度要求它們提供與傳統(tǒng)汽油動(dòng)力汽車(chē)相同水平的便利性和經(jīng)濟(jì)性。這將需要降低初始購(gòu)買(mǎi)價(jià)格和運(yùn)營(yíng)成本，以及增加行駛里程和減少充電時(shí)間。基于碳化硅獨(dú)特特性的汽車(chē)電力電子技術(shù)將在實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)方面發(fā)揮重要作用。相干公司為降低碳化硅器件的成本所做的努力使我們?cè)谶@項(xiàng)技術(shù)上取得了成功。

審核編輯：劉清