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【汽车电子】国内首款基于自主碳化硅的汽车“芯”动力在株洲下线,各大车厂逐步加大碳化硅车规级使用

来源:全球半导体观察    原作者:Kiki    

据人民网消息,12月26日,由中车时代电气C-Car平台孵化的全新一代产品C-Power 220s在第二届新能源乘用车自主电驱创新技术高峰论坛正式发布,该产品是国内首款基于自主碳化硅(SiC)大功率电驱产品,系统效率最高可达94%。

据了解,应用碳化硅技术的C-Power 220s高压碳化硅电驱系统产品具有系统功率密度高、系统损耗少、续航能力强的优势,其系统效率最高可达94%,可适应当前新能源汽车高频快充、长续航、高安全的需求及灵活前后置搭载,并广泛适配于高端轿车、SUV等车型。

各大车厂逐步加大SiC车规级使用

据悉,碳化硅是制作高温、高频、大功率、高压器件的理想材料之一,基于碳化硅的解决方案可使系统效率更高、重量更轻,且结构更紧凑。随着SiC分立器件或模块在汽车逆变器、车载充电器和DC/DC转换器中被广泛使用,业界认为,其市场占有率将会逐步升高。

在半导体芯片领域,中车时代电气已成功深度打造汽车功率模块应用及产业化平台,拥有汽车“芯”自主设计与批量制造能力,而在电流传感器领域,则能够兼容行业主流接口,匹配多样化需求。中车电驱经过7年自主发展,目前已建立株洲、无锡两个生产研发基地,拥有覆盖“组件-部件-系统”产品的研发试验平台,具备20万套年产能的制造能力。

早在2020年9月,中车时代电气年产能24万片8英寸车规级IGBT芯片生产线下线,是为国内首条、全球第二条。其攻克了高压 IGBT 制造关键技术和成套工艺,是国内唯一自主掌握高铁动力IGBT芯片及模块技术的企业。目前,中车时代电气在IGBT器件领域建有6英寸双极器件、8英寸IGBT和6英寸SiC(碳化硅)的产业化基地。据《湖南日报》报道,中车时代电气拥有目前国际SiC(碳化硅)芯片生产线的最高标准。

在国外市场中,特斯拉在SiC上使用引人注目。特斯拉Model3的电驱动主逆变器采用意法半导体的全SiC功率模块,包含650VSiCMOSFET,其衬底由科锐提供。目前特斯拉仅在逆变器中引用了SiC材料,官方表示未来在车载充电器、充电桩等都可以用到SiC。

而我国汽车制造大厂也纷纷重视碳化硅的研发使用。比亚迪汉四驱版是国内首款在电机控制器中使用自主研发SiC模块的电动汽车。借助SiC的低开关及导通损耗及高工作结温特性,汉EV的SiC模块同功率情况下体积较硅IGBT缩小一半以上,功率密度提升一倍。根据比亚迪,公司计划到2023年,在旗下所有电动车中用SiC功率半导体全面替代IGBT。2020年12月,比亚迪半导体公布目前在规划自建SiC产线,预计2021年建成自有SiC产线。

此外,士兰微在今年也已经完成SiC中试线的通线。丰田旗下的新能源汽车到去年为止,已全面使用碳化硅。而蔚来汽车表示未来也将陆续采用。此外,斯达半导、华润微等企业也加大布局。

此前SiC的发展受到价格、晶圆质量、工艺技术等限制,没有被大规模使用。近两年,国内外厂商加快产品迭代,SiC产品性能、质量持续提升。随着产业链扩产,不久的将来,将有望带来市场规模快速扩张。

封面图片来源:拍信网