上海大众辉腾碳化硅是最近几年半导体专家发现的一种新型半导体材料,和普通的硅芯片相比,碳化硅芯片的优势在于它可以承受更大的功率,可以对电流进行更加精细的控制,而电动汽车的电控系统负责控制从电池流向电动机的电流与电压大小,借此控制电动机的转速以及整辆汽车的加减速,碳化硅芯片就非常适合用在电控系统里,当做控制电流的部件。因此,新能源汽车可以说是碳化硅最重要的下游领域。
1、国外发展状况
在全球,碳化硅功率半导体的需求量不断攀升。越来越多的厂商对碳化硅功率半导体加大投入,国外知名厂商有ROHM、Bombardier、Cree、SDK、STMicroelectronics、InfineonTechnologies、Littelfuse、Ascatron等。作为全球领先的技术和服务供应商,博世于两年前宣布将继续推进碳化硅芯片研发并实现量产。为实现这一目标,博世自主开发了极为复杂的制造工艺流程,并于2021年初开始生产用于客户验证的样品。
安顺市车管所由市场调研咨询公司Yole发布的预测显示,从现在到2025年,碳化硅市场每年的增速将达到30%,市场规模将超过25亿美元。当规模达到15亿美元时,搭载碳化硅器件的汽车将占据市场主导地位。
为满足日益增长的碳化硅功率半导体需求,2021年,博世已在罗伊特林根晶圆工厂增建了1000平方米无尘车间。到2023年底,博世还将新建3000平方米无尘车间。新建的无尘车间将配备最先进的生产设施,并使用自主开发的制造工艺生产碳化硅半导体。为此,博世的半导体专家们充分利用了博世长达几十年的芯片制造专业经验。
2、国内发展状况
车规级芯片这项此前也一直被西方国家掌控,中国厂商只能花高价购买西方的产品,不仅让国内电动汽车品牌的生产成本和售价居高不下,还很大程度上影响了中国产业的发展。但最近几年,国内在汽车级芯片方面,以比亚迪为首的一批国产电动汽车厂商最近几年也投入了大量资金研发国产的汽车级芯片,建造出了一系列性能优良的产品,不仅实现了对国外产品的替代,还成功将关键技术掌
握在了自己手里,可以说正是这些企业的不断创新,才让中国在电动汽车领域内成为了如今全球实力最为强大的国家之一。
华为卖车中国电动汽车碳化硅逆变器
深圳路考例如:据湖南日报显示,近日由中车时代电气C-Car平台孵化的全新一代产品C-Power220s,在中车电驱第10万台产品下线暨第二届中车电驱自主创新技术高峰论坛上正式发布,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%。应用了碳化硅技术的C-Power220s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,并广泛适配于高端轿车、SUV等车型,可灵活前后置搭载,能为乘客带来更安全、更高效、更节能的驾乘体验。
作为我国高端装备制造自主化研发代表之一的中车时代电气,深耕汽车电驱系统产业。此次发布的C-Power220s电驱系统所搭载的碳化硅器件、电流传感器,均为时代电气自主研发。特别值得一提的是,在半导体芯片领域,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。
雷克萨斯es300h新款价格促进实现了中国国产的首款碳化硅汽车“芯”下线,它就是采用了碳化硅芯片技术的逆变器,这一设备100%中国造,可以让中国的电动汽车性能更加强大,而且它没有使用来自美国等西方国家的任何关键技术,意味着中国电动汽车企业再也不用看美国脸了。
3、碳化硅芯片
碳化硅芯片具有高出传统硅数倍的禁带、漂移速度、击穿电压、热导率、耐高温等优良特性,在大功
率电子、航天、军工、核能等极端环境应用有着不可替代的优点。第三代半导体材料碳化硅是制作高温、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。
4、国产电动汽车芯片
碳化硅芯片的强大的性能,要归功于小小的碳原子。把这种碳原子加入用于制造半导体的高纯硅晶体结构,能让原材料拥有特殊的物理性质,例如支持更高的切换频率。此外,碳化硅半导体热能损失仅有纯硅芯片的一半,因此能够提高电动汽车的行驶里程。碳化硅芯片对800伏电压系统也至关重要,它能加快充电速度、提升产品性能。由于碳化硅芯片散发的热量显著减少,能节约动力电子设备冷却成本、减轻电动汽车自身的重量,同时降低整车的成本。
碳化硅功率半导体的效率极高,其优势在电动出行等能源密集型应用中愈发明显。在电动汽车动力电子设备领域,碳化硅芯片的配置能有效延长单次充电的行驶距离。与使用纯硅芯片的电动汽车相比,搭载碳化硅芯片的电动汽车行驶距离平均延长了6%。
5、总结
在“碳达峰、碳中和”战略推动下,全球新能源汽车行业进入高速发展新阶段,相关数据显示,按照全
球每年近亿辆汽车的销量计算,车规级碳化硅芯片市场空间将超过万亿元。如今中国已经成为全球电动汽车年产量最大的国家,大量
国产品牌雄并起,占据了国内外的大量市场,相信在自主研发的碳化硅芯片技术的加持下,中国新能源汽车的发展将踏入一个全新的发展里程!北京摇号
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