系列采访之十:车用级碳化硅应用如何?

日期:2020-04-15
看业界领先厂商如何回应
 
基本半导体:中国正在缩小与国外的差距

基本半导体总经理和巍巍
 
基本半导体的车用碳化硅产品主要有三类:碳化硅肖特基二极管、碳化硅MOSFET分立器件、车规级碳化硅功率模块。基本半导体的碳化硅二极管具有低导通电阻、低漏电和高抗浪涌电流能力等特点,主要应用于新能源汽车车载充电机(OBC)的PFC电路,在PFC电路上使用碳化硅二极管,可以降低开关器件的损耗,提升PFC电路的效率。基本半导体的碳化硅MOSFET分立器件主要应用于新能源汽车双向充电机(双向OBC)和车载DC-DC转换器,在上述设备中使用碳化硅MOSFET,可以有效提升设备效率,缩小设备体积,提升设备功率密度。基本半导体的碳化硅功率模块具有低杂散电感、低热阻等特点,在新能源电机控制器中应用,可以提升动力系统逆变器转换效率、缩小体积、降低重量,进而提高新能源汽车的能源效率和续航里程。

    为新能源汽车主逆变器应用推出的1200V车规级全碳化硅功率模块
 
从原材料及晶圆来看,目前国内外差距还比较大,国外厂商在碳化硅原材料上占据绝对主导地位;晶圆方面,部分国外厂商已经开始大批量采用150mm工艺,国内厂商尚处于150mm工艺的开发阶段。从器件来看,国外大牌友商在技术上相比国内至少领先一代产品。国外大牌碳化硅二极管的衬底减薄技术已经批量应用,国内尚处于产品开发阶段;国外碳化硅MOSFET已经批量应用,国内能自主研发销售碳化硅MOSFET的企业屈指可数。基本半导体在2018年9月发布首款通过工业级可靠性测试的碳化硅MOSFET,目前1200V系列多款碳化硅MOSFET均已实现批量出货,在国内处于相对领先位置。从应用上方面来看,目前新能源汽车上应用的碳化硅器件还是以进口为主,国内品牌大部分处于推广前期。
现在,基本半导体碳化硅器件已经在国内车载电源OBC客户和新能源汽车上实现批量应用。同时我们与国内多家整车厂就全碳化硅功率模块的测试应用达成合作协议,正在一些主机厂进行前期测试工作。此外,基本半导体参与了由国家新能源汽车技术创新中心主导的“国产自主车规半导体测试认证”项目,目前已完成了在吐鲁番的高温测试和内蒙古海拉尔的极寒测试。另外,一辆搭载基本半导体碳化硅MOSFET和碳化硅肖特基二极管的新能源汽车,至今已累计无故障行驶300多天,运行里程超过2.2万公里。
新能源汽车是碳化硅最主要应用场景之一,也是最大的市场之一,特斯拉已经给其他整车厂做出了表率。从目前新能源汽车行业的发展需求和趋势来看,碳化硅车用的趋势不可逆转,尤其是应用于电机控制器的碳化硅模块,将逐步取代目前的硅基IGBT,逐步成为行业的新宠儿。
 
 

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