碳化硅（SiC）作為一種基于碳和硅的復(fù)合半導(dǎo)體材料，近幾年熱度高漲，半導(dǎo)體公司夸“能打”，整車制造商說(shuō)“真香”，究竟碳化硅在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用是怎么回事兒？

這些年，碳化硅在汽車領(lǐng)域挖掘出巨大的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)，尤其是電動(dòng)汽車領(lǐng)域，不僅出現(xiàn)得越來(lái)越頻繁，而且發(fā)揮著愈來(lái)愈重要的作用。法國(guó)市場(chǎng)研究公司Yole Développement預(yù)測(cè)，碳化硅市場(chǎng)作為一個(gè)整體將有平均30%的漲幅，到2025年會(huì)超過(guò)25億美元，其中汽車行業(yè)將占15億美元。

碳化硅，有多香？

對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，續(xù)駛里程的延長(zhǎng)、充電時(shí)間的縮短、電池容量的提高至關(guān)重要，而這些方面都和碳化硅有著多重關(guān)系。電動(dòng)汽車保有量的增長(zhǎng)，使得碳化硅功率半導(dǎo)體市場(chǎng)需求大增，也讓碳化硅有了更多的“用武之地”，比如車載充電器、DC/DC轉(zhuǎn)換器和逆變器。

悉數(shù)碳化硅在汽車領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，傳統(tǒng)硅和碳化硅對(duì)比堪稱“慘烈”。可以發(fā)現(xiàn)，碳化硅功耗低、功率密度提高，這就意味著更小尺寸的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。也就是說(shuō)，碳化硅器件的特性能讓功率半導(dǎo)體的封裝比傳統(tǒng)硅做得更小，而且和功率器件配套的無(wú)源器件、散熱器也能做得更小，這對(duì)于“寸土寸金”的汽車空間來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

同時(shí)，碳化硅還能助力系統(tǒng)效率的提高，比如在主逆變器里，用碳化硅模塊和IGBT模塊相比，能夠提高約5%的系統(tǒng)效率。難怪業(yè)界會(huì)預(yù)測(cè)，碳化硅功率半導(dǎo)體市場(chǎng)將在2023年內(nèi)達(dá)到15億美元。

另外，碳化硅還有耐高溫、耐高壓的特性，由此非常適用于高壓場(chǎng)景，比如很多汽車制造商把電池電壓提高到800V，再比如高壓直流充電樁，這些隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展而延展出來(lái)的高壓應(yīng)用，無(wú)疑會(huì)讓碳化硅越發(fā)彰顯優(yōu)勢(shì)。

博世為碳化硅擴(kuò)廠

零部件巨頭——博世曾在幾年前就提出，要推進(jìn)碳化硅芯片的發(fā)展并投入生產(chǎn)。從2021年開(kāi)始，博世通過(guò)復(fù)雜的制造工序小規(guī)模地生產(chǎn)半導(dǎo)體，并將芯片交付汽車制造商加以驗(yàn)證。

2022年，博世又給自己定下大規(guī)模生產(chǎn)的目標(biāo)。光是它位于德國(guó)的晶圓廠，就增加了1萬(wàn)多平方英尺的空間，并且還計(jì)劃在2023年年底再擴(kuò)大3萬(wàn)多平方英尺。

碳化硅半導(dǎo)體能有效利用能源，這種材料的優(yōu)點(diǎn)在能量密集型的應(yīng)用中脫穎而出，尤其是電動(dòng)汽車。按照博世方面的說(shuō)法，碳化硅要比傳統(tǒng)的硅在利用能源方面整整高出6%，不容小覷。

安森美與寶馬官宣

續(xù)駛里程是人們購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)汽車的首要考慮因素。安森美近期宣布，其與寶馬集團(tuán)簽署長(zhǎng)期供貨協(xié)議，將EliteSiC技術(shù)用于寶馬400 V直流母線電動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。安森美最新的EliteSiC 750 V M3芯片被集成到一個(gè)全橋功率模塊中，可提供幾百kW的功率。