汽車車載充電機(jī)使用SiC器件有哪些常見問題

談一下之前所說的SiC的器件使用問題，在國內(nèi)發(fā)生了一個(gè)案例，筆者做過一番采訪和調(diào)研之后做了一些整理，涉及三方（車企、零部件廠商和器件廠家），具體可以參考零部件廠商相關(guān)公告。

賠償?shù)谋尘?/p>

關(guān)于欣銳科技在某個(gè)車企的產(chǎn)品上出現(xiàn)問題的始末，已見諸財(cái)經(jīng)證券類媒體報(bào)道，深圳欣銳科技股份有限公司（SZ，300745）的公告是這么說的：“公司因供應(yīng)商A供應(yīng)的電子元器件本身存在質(zhì)量瑕疵，導(dǎo)致公司供應(yīng)給客戶B的車載充電機(jī)出現(xiàn)質(zhì)量問題。公司將對(duì)故障OBC向客戶B進(jìn)行賠償并預(yù)留質(zhì)量保證金，客戶B退回未使用的OBC，公司將退回及未發(fā)貨的采用瑕疵物料生產(chǎn)的OBC進(jìn)行報(bào)廢處理。公司已全面核查，使用該瑕疵物料生產(chǎn)并銷售給其他客戶的OBC產(chǎn)品占比較小，截止目前未出現(xiàn)大規(guī)模故障問題。公司將依法就相關(guān)損失向法院提起訴訟，要求供應(yīng)商A和生產(chǎn)廠商進(jìn)行賠償，挽回公司損失。”

由于目前所公告的內(nèi)容，沒有涉及任何技術(shù)細(xì)節(jié)和問題背景，這是一件對(duì)企業(yè)的聲譽(yù)和品牌有較大影響的事件。欣銳科技是2018年上市的專注車載電源的企業(yè)，公司經(jīng)歷了新能源汽車發(fā)展的15年時(shí)光，名副其實(shí)的業(yè)內(nèi)老牌的車載電源企業(yè)。欣銳車載電源模塊研發(fā)起步于2006年，從迭代開發(fā)上，經(jīng)歷了至少5代產(chǎn)品。

筆者通過調(diào)研，特斯拉的最新的車載充電機(jī)里面也應(yīng)用了碳化硅器件，如下圖所示：

欣銳和特斯拉一樣，也把碳化硅器件應(yīng)用于車載充電機(jī)的圖騰柱PFC電路上，這在業(yè)內(nèi)是一個(gè)比較重大的技術(shù)突破。特斯拉的主要目的是為了提高轉(zhuǎn)換效率，而欣銳科技的解決方案不僅提高轉(zhuǎn)換效率，還增加了一個(gè)重要功能——雙向充電。欣銳的G5代車載充電機(jī)是國內(nèi)第一個(gè)量產(chǎn)的隔離型碳化硅雙向充電案例。其重要意義在于，雙向充電機(jī)架構(gòu)兼容未來的基于交流端的V2G應(yīng)用。

據(jù)悉，欣銳科技是從2016年開始投入雙向充電核心技術(shù)的攻關(guān)，采用碳化硅MOSFET驅(qū)動(dòng)的雙向車載充電機(jī)在2018年5月實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)及穩(wěn)定供貨。值得關(guān)注的是，從2019年5月起，在批量供貨近1年后市場端開始零星出現(xiàn)充電機(jī)故障，經(jīng)過調(diào)查，原因是碳化硅MOSFET器件損壞。從失效的分布來看，呈現(xiàn)以下的特征：

損壞的碳化硅器件集中來自供應(yīng)商日本Rohm公司，且沒有集中在特定的供貨批次，說明失效是一個(gè)普遍現(xiàn)象，與批次質(zhì)量異常無關(guān)聯(lián)。

據(jù)悉，欣銳相關(guān)人員與國內(nèi)權(quán)威第三方機(jī)構(gòu)展開合作分析，發(fā)現(xiàn)與碳化硅器件工藝設(shè)計(jì)問題直接相關(guān)，接下來欣銳科技將采用司法手段維護(hù)其權(quán)益。

從這個(gè)事件來看，筆者認(rèn)為有以下幾個(gè)方面值得思考：

1）首先，碳化硅作為第三代半導(dǎo)體應(yīng)用在電動(dòng)汽車上已經(jīng)是勢不可擋，在這方面，特斯拉、比亞迪、欣銳科技是走在前沿的踐行者。

2）其次，碳化硅所代表的第三代半導(dǎo)體的技術(shù)是越來越滲透廣泛的。從歷史的過往來看在第二代半導(dǎo)體MOSFET出現(xiàn)的時(shí)候，業(yè)內(nèi)也出現(xiàn)大量關(guān)于MOSFET與第一代IGBT劣勢的比較，然而這并沒有阻擋硅基MOSFET的大踏步發(fā)展！由于車載領(lǐng)域的特殊性，目前在較小規(guī)模下，碳化硅器件出現(xiàn)了應(yīng)用或者底層工藝問題如果引起高度重視，長遠(yuǎn)來看，對(duì)行業(yè)的健康發(fā)展都是好事。

3）再次，碳化硅器件在市場應(yīng)用一年后，才逐步暴露材料深層次隱性問題，超越了應(yīng)用廠商的專業(yè)認(rèn)知能力。在依賴國外核心功率器件的過程中，半導(dǎo)體器件深層技術(shù)參數(shù)很難通過開關(guān)電源的研發(fā)人員以DFMEA，F(xiàn)TA等常規(guī)手段進(jìn)行提前預(yù)防。

小結(jié)：未來電動(dòng)汽車的電壓等級(jí)是會(huì)從400V一路升到800V，對(duì)于效率和功率密度的提升也是越來越急切，碳化硅的應(yīng)用將更加廣泛。同時(shí)，碳化硅器件的“價(jià)格拐點(diǎn)”即將到來的時(shí)候，碳化硅器件商提升品質(zhì)的可靠性對(duì)行業(yè)的健康發(fā)展刻不容緩。
責(zé)任編輯人：CC