為何SiC模塊受到市場(chǎng)高度關(guān)注？

2020 年初，疫情期間的封鎖政策并未對(duì)電動(dòng)汽車行業(yè)造成太大影響。2021 年，由于疫情期間人們對(duì)電動(dòng)汽車的需求上升，再加上全球各國(guó)政府紛紛采取激勵(lì)措施，電動(dòng)汽車充電站的需求量開始增加。在過去的三年里，電動(dòng)車領(lǐng)導(dǎo)品牌的銷量紛紛呈現(xiàn)巨幅成長(zhǎng)的趨勢(shì)。

低成本、低排放汽車的不斷發(fā)展，將推動(dòng)整個(gè)亞太地區(qū)的電動(dòng)汽車市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步擴(kuò)張。同時(shí)，不斷加碼的政府激勵(lì)措施和持續(xù)擴(kuò)張的高性能車市場(chǎng)也推動(dòng)著北美和歐洲地區(qū)電動(dòng)汽車市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)。因此，預(yù)計(jì)到 2030 年，全球電動(dòng)汽車銷量將達(dá)到 3920.8 萬(wàn)輛。全球電動(dòng)汽車市場(chǎng)規(guī)模將從 2022 年的 815.1 萬(wàn)輛增加到 2030 年的 3920.8 萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)年復(fù)合增長(zhǎng)率為 21.7%。

為確保電動(dòng)汽車擁有出色的性能，應(yīng)謹(jǐn)慎選擇合理的控制模塊?？刂颇K很大程度上決定著電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車的運(yùn)行性能。毋庸置疑，目前全球最廣為應(yīng)用的功率模塊，當(dāng)屬 IGBT 和 SiC。SiC 模塊最初是被應(yīng)用在特斯拉汽車上，現(xiàn)在也被其他制造商用于功率逆變器。

何謂 IGBT 模塊？

絕緣柵雙極晶體管 （IGBT） 是一種三端功率半導(dǎo)體器件，常用作電子開關(guān)。憑借出色的開關(guān)特性、耐高溫性、輕量級(jí)和成本效益等特征，IGBT 電源模塊逐漸成為電動(dòng)汽車等大功率應(yīng)用的首選技術(shù)。IGBT 電源模塊在車輛中主要作為電氣開關(guān)使用。轉(zhuǎn)換開關(guān)可以將直流電 （DC） 可以轉(zhuǎn)換成交流電 （AC），反之亦然。

為何SiC 模塊受到市場(chǎng)高度關(guān)注？

碳化硅 （SiC） 將硅 （Si） 和碳 （C） 結(jié)合在一起，形成獨(dú)特的電學(xué)特性，更容易兼容在各種不同的半導(dǎo)體應(yīng)用中。硅的制造成本很低，制造技術(shù)也已廣為人知。與傳統(tǒng)硅器件相較之下，碳化硅無論是從技術(shù)上還是實(shí)踐上，都同樣可用于生產(chǎn)功率半導(dǎo)體組件。與硅相比，碳化硅是一種更有效的電導(dǎo)體。SiC 電源模塊可以提高電流和電壓的轉(zhuǎn)換效率。市場(chǎng)上越來越多制造商發(fā)現(xiàn) 600-1，700V 的 SiC 功率器件可以快速有效地取代傳統(tǒng)的硅 （Si） 功率器件。

憑借出色的效率特性，碳化硅功率半導(dǎo)體不僅有助于節(jié)省成本，而且能夠提高電動(dòng)汽車充電器、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器、電動(dòng)汽車和動(dòng)力電子設(shè)備等多種應(yīng)用的系統(tǒng)性能。因此，預(yù)計(jì)碳化硅功率半導(dǎo)體的需求量將大幅增加。

為什么 IGBT 和 SiC模塊，成為電動(dòng)車性能中的關(guān)鍵要角？

對(duì)于由電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車（BEV）而言，能源轉(zhuǎn)換效率只有 59%-62%，還有相當(dāng)大的改進(jìn)空間。盡管如此，該如何在動(dòng)力系統(tǒng)中使用新型開關(guān)設(shè)備來提高電動(dòng)汽車的性能，仍然是個(gè)難題。

Mordor Intelligence 的數(shù)據(jù)顯示，2020 年 IGBT 的市值為 60.47 億美元，預(yù)計(jì)到 2026 年將達(dá)到 110.1 億美元。IGBT 市值快速增加的另一個(gè)原因是電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車 （EV/HEV） 動(dòng)力系統(tǒng)的電氣化發(fā)展。IGBT 可以顯著降低傳導(dǎo)損耗和開關(guān)損耗，從而直接影響車輛的整體效率。電動(dòng)汽車在歐洲、北美和中國(guó)的熱銷為 IGBT 應(yīng)用在基礎(chǔ)設(shè)施和電動(dòng)汽車制造領(lǐng)域打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。這些銷售佳績(jī)有助于進(jìn)一步鞏固 IGBT 的市場(chǎng)地位。

隨著寬帶隙 （WBG） 材料在電動(dòng)汽車及其他功率轉(zhuǎn)換設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛，最新一代的 SiC 模塊為電動(dòng)汽車的發(fā)展創(chuàng)造了更有利的條件。在高溫和重復(fù)應(yīng)力環(huán)境下，它可能是最適合電動(dòng)汽車的功率模塊，不僅能夠提高效率，加快開關(guān)速度，還可以大大節(jié)省成本，大大縮小尺寸，以及大大降低能源消耗。

模塊/包裝尺寸減小了 50% 以上。

滿負(fù)載時(shí)損耗降低 70%，低負(fù)載時(shí)損耗更低，因此在相同的負(fù)載范圍內(nèi)可以使用更小的電池。

冷卻系統(tǒng)縮小了 40%，降低了滿負(fù)載時(shí)的損耗，使冷卻系統(tǒng)更加小巧

整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)的可靠性得到提升

無論是IGBT 或 SiC，環(huán)旭電子已然蓄勢(shì)待發(fā)

環(huán)旭電子已經(jīng)深耕汽車電子領(lǐng)域 40 余年。憑借敏捷且靈活的組織結(jié)構(gòu)，環(huán)旭電子將推動(dòng)自動(dòng)化生產(chǎn)，不斷改進(jìn)與電動(dòng)汽車相關(guān)的動(dòng)力總成制造和測(cè)試技術(shù)。

此外，近年來我們開始全球布局，為歐洲、美國(guó)、日本等國(guó)家和地區(qū)的主要國(guó)際功率半導(dǎo)體供應(yīng)商提供功率模塊的組裝和測(cè)試服務(wù)。為此，環(huán)旭電子已經(jīng)在 2022 年將電動(dòng)汽車逆變器使用的 IGBT 模塊投入量產(chǎn)，并預(yù)計(jì)在今年（2023）正式推出 SiC模塊。

隨著電動(dòng)汽車市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)，環(huán)旭電子將為客戶帶來一流的汽車解決方案。在未來 5 年內(nèi)，電動(dòng)汽車市場(chǎng)將繼續(xù)增長(zhǎng)，為汽車車用電子業(yè)務(wù)帶來新的增長(zhǎng)。無論客戶需要 IGBT 模塊還是 SiC 模塊，環(huán)旭電子都已經(jīng)蓄勢(shì)待發(fā)，準(zhǔn)備以最先進(jìn)及完整的技術(shù)能力來滿足客戶的需求。

審核編輯 ：李倩