ayx爱游戏体育APP下载:宽禁带半导体进军新能源轿车“三慢、三急”对立并非不行谐和

发布时间:2022-10-04 03:39:16 |来源:ayx电竞 作者:ayx体育网站登陆 Huakong Energy-Saving Protection Device

  编者按:以碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带半导体资料具有高热导率、高击穿场强、高饱满电子漂移速率等特色,能够极大满意新能源轿车电动化、网联化、智能化开展趋势的要求,对新能源轿车开展具有重要意义。《我国电子报》开设“宽禁带半导体与新能源轿车”专栏,以宽禁带半导体在新能源轿车范畴的使用为切入点,全面体系报导宽禁带半导体技能趋势、商场开展现状和工业开展难题等。敬请重视。

  新能源轿车商场的飞速开展,极大推进了以碳化硅(SiC)为代表的宽禁带半导体商场开展与技能立异。数据显现,估计到2025年,SiC功率器材在新能源轿车范畴的商场规模将到达15.53亿美元,年复合增加率达38%。可是,宽禁带半导体进军新能源轿车的路途并不平坦,工业界应对此有清醒的知道,理性面对现在遍及存在的“工业慢、本钱急,产品慢、下流急,产量慢、规划急”等首要对立。

  宽禁带半导体凭仗更高功率密度、更高结温、更低杂感、更高可靠性等优势,正在成为支撑新能源轿车开展的要害技能之一,为后者带来多项功能与目标的进步。

  碳化硅器材作为宽禁带半导体的代表,与新能源轿车可谓“天作之合”。第三代半导体工业技能立异战略联盟副秘书长耿博向《我国电子报》记者表明,选用碳化硅器材的新能源轿车电驱体系体积可节约40%,分量减轻30%,功率进步10%,带来各项目标的进步。

  现在,特斯拉、戴姆勒、蔚来轿车、东风轿车、精进电动等国内外的知名车企都对碳化硅的使用展开了布局。“到2023年,SiC功率器材商场总值将超越14亿美元。估计至2025年,我国新能源轿车功率半导体器材商场中,Si基IGBT商场规模约70亿元,SiC基MOSFET约40亿元。”国家新能源轿车技能立异中心副总经理、我国轿车芯片工业立异战略联盟副秘书长邹广才告知《我国电子报》记者。

  尽管商场潜力无限,但宽禁带半导体进军新能源轿车的路途好像并不平坦。其间,能否在新能源轿车范畴完成规模化使用是业界人士最为重视的问题之一。邹广才就对记者坦言:“现在各整车厂、供给商都开端布局新能源轿车范畴宽禁带半导体的研制和工业化,但使用尚不遍及。”

  尽管宽禁带半导体在新能源轿车范畴的使用远景被业界广泛看好,但从现在来看,硅基半导体产品在新能源轿车范畴的位置仍是不行撼动。在芯谋研讨研讨总监宋长庚看来,碳化硅器材以及氮化镓等宽禁带半导体在短期内并不会代替硅基半导体产品,乃至这些宽禁带半导体产品的商场份额也很难到达硅基半导体的水平。“这是功能、本钱、芯片功耗和制作产能等多方面要素平衡的成果。”宋长庚对《我国电子报》记者说。

  当时,可出产性、可靠性和可用性是阻止宽禁带半导体相关范畴完成规模化使用的“拦路虎”。姑苏能讯高能半导体有限公司总经理任勉对《我国电子报》记者表明,在可出产性方面,高度平坦、特性高度均匀、片间高度一致的外延资料还远远没有到达满意大规模出产需求的水平;在可靠性方面,高质量、低界面态的栅介质是一个重要的课题;在可用性方面,氮化镓(GaN)功率电子的首要技能优势——高速开关特性现在还没有得到充分发挥。

  工业的开展都是好事多磨。除可出产性、可靠性和可用性之外,宽禁带半导体要想在新能源轿车范畴完成规模化使用,还面对着许多亟待打破的瓶颈。

  在资料制作方面,碳化硅单晶的成长便是一大难点。宋长庚向《我国电子报》记者表明:“碳化硅功率半导体器材现在工业化的首要瓶颈在碳化硅单晶资料的制作方面。因为碳化硅熔点高,单晶成长困难,因而资料自身的本钱十分高。”

  在电动轿车电控范畴,碳化硅企业想要翻开电动轿车商场的大门其实也不容易。泰科天润半导体科技(北京)有限公司董事长兼CEO陈彤以为,在这个进程中有四个难题要处理:一是碳化硅器材,特别是MOSFET开关功能的稳定性和可靠性,这是最根底的问题;二是与大电流碳化硅器材有关的技能问题;三是模块化的封装计划;四是电控的实践使用计划。

  “当时宽禁带半导体在国产新能源轿车范畴的开展,首要都停留在榜首个关口问题的处理阶段。”陈彤向记者表明,现在业界首先要处理榜首层次的问题,想做出轿车等级的碳化硅仍是负重致远。

  耿博在承受采访时相同着重了宽禁带半导体器材开关问题的重要性。他表明,宽禁带半导体十分快的开关速度会添加开关损耗以及器材老化,还会影响栅极的可靠性。此外,受过流、过热影响,分立器材的维护也会比较困难。

  针对其他技能难题,邹广才指出,芯片规划、芯片挑选测验、模块封装、模块热办理、体系集成规划和模块测验等技能都亟待攻关。

  在工业层面,从芯片和功率模块规划到整车层面的使用验证这一链条没有打通。邹广才表明:“芯片企业缺少整车层面的真实需求分化和反应,整车企业缺少芯片层面的测评信息。”

  事实上,在新能源轿车范畴宽禁带半导体的实践使用方面,国内外企业面对着共性问题。邹广才向记者指出,怎么更好地研讨SiC功率芯片先进封装,以开发新能源轿车高功率、高密度电驱动体系,是新能源轿车和宽禁带半导体工业的火急需求。“现在国内外的宽禁带半导体封装仍沿袭传统Si基榜首代功率半导体芯片的封装方式,不能充分发挥宽禁带半导体(如SiC芯片)耐高温、耐高频的优势。”邹广才对记者说。

  宽禁带半导体技能是新能源轿车功率芯片范畴的要害核心技能,也是全球重视的细分研讨范畴和工业使用方向之一。因为欧美日等国在宽禁带半导体职业起步早、开展快,在新能源轿车范畴已构成独占优势,国内工业也面对着追逐难度大的问题。

  在谈到国内外宽禁带半导体在新能源轿车使用方面存在的距离时,邹广才把国内工业面对的短板总结为了四点:“榜首,工业起步晚,追逐难度大;第二,规划、开发、仿真、测验技能尚不老练,封装等资料不老练;第三,从芯片规划到使用的链条没有打通;第四,敞开的公共研制服务途径和标准标准支撑缺乏。”

  那么,业界应怎么补齐这些短板?宋长庚在采访中特别着重了要加强根底资料的研讨,比方进步碳化硅资料的制作功率,下降本钱。“用碳化硅器材代替硅基器材时,体系需求部分进行从头规划。这就需求半导体器材企业与下流终端企业密切配合,以下降从头规划的难度和本钱。”宋长庚说。

  业界专家均表明,工业链的建造也是补齐短板的要害。耿博谈道,为了加快宽禁带半导体在新能源轿车范畴的使用,要加快打破衬底资料、外延、芯片和封装测验瓶颈;要不断开发新工艺和新技能,加快完成6英寸SiC衬底和外延资料的工业化搬运,下降资料的缺点密度,进步产品良率并下降本钱。邹广才则以为,应加大科技立异投入,加强工业学用等途径的交融,建立工业生态,推进全工业链开展。

  在补短板进程中,业界还需求重视几个重要的技能产品竞赛维度。在邹广才看来,这些要害的技能产品竞赛维度首要包含自主功率芯片、自主功率模块封装、根据宽禁带半导体的电驱动体系以及相应的测验验证途径。

  宽禁带半导体进军新能源轿车虽火烧眉毛,但也不能急于求成。陈彤呼吁,国内涵开展新能源轿车碳化硅范畴时,一定要处理好“三慢”和“三急”的对立:首先是工业慢、本钱急的根本对立;其次是产品慢、下流急的首要对立;最终是产量慢、规划急的实践对立。

  陈彤以为,业界需求将这些对立知道清楚,并且有针对性地做好预备,不然出资越大,丢失也越大。“怎么知道高功率半导体的开展逻辑,怎么做好投身碳化硅范畴的预备,怎么布局一个详细的碳化硅项目,这些问题是当时国内需求整理清楚的重要问题。”陈彤对记者说。

  其实,“三慢、三急”对立并非不行谐和。信任未来,在工业链上下流企业的密切配合与协同开展下,宽禁带半导体进军新能源轿车范畴面对的种种问题能够得到处理。

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