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汽车功率半导体将迎变革

来源:未知 时间:2020-07-21 18:53 浏览量:
汽车功率半导体将迎变革

 新能源汽车、通讯设备等产业链发展迅猛,对功率半导体需求大增,尤其是以SiC和GaN等为代表的第三代功率半导体的需求。据 Yole 指出,SiC 最大的应用市场来自汽车,利用 SiC 的解决方案可使系统效率更高、重量更轻及结构更加紧密。而随着SiC成本逐渐降低以及应用不断拓宽,未来市场发展前景广阔。

目前,国内SiC功率器件主要依赖进口,汽车产业链对此依赖程度尤为突出。为改变这种情况,在今年“两会”期间,民进中央提交的《关于推动中国功率半导体产业科学发展的提案》建议进一步完善功率半导体产业发展政策,要将功率半导体新材料研发列入国家计划,尽快实现功率半导体自主供给。未来我国新能源汽车产业链规模将进一步扩大,功率器件需求将迎来爆发,为此,嗅到商机的国内厂商也加快布局SiC功率半导体产业链。

车用SiC器件需求大增

新能源汽车行业存在续航和充电的“老大难”亟需解决,为此车企需要转换效率更高的功率半导体,这成了SiC功率器件市场拓展的重要驱动力。作为第三代半导体材料之一的SiC 具有更宽的禁带宽度,更高的击穿电场、热导率、电子饱和速率及抗辐射能力,因而SiC 功率器件在高电压额定值、低导通电阻和快速开关速度等方面有良好的性能表现,可满足车企能源转换以及提高能效等方面的需求。

尤其是在提高能效方面,SiC器件相比其他硅基材料产品优势突出。博世汽车电子中国区总裁Georges Andary表示,碳化硅半导体能为电机带来更高的功率,将为汽车行业带来新的变革。相较于传统硅基产品,使用碳化硅产品能耗降低50%,功率也有所提升让汽车续航里程提高6%。

相较于其他硅基产品,碳化硅有更好的电导率,有更高的开关切换频率,减少能源损耗并降低成本。目前,特斯拉等主机厂已经引入了碳化硅产品。为了提高电动车驱动电机的功率和降低能耗,特斯拉在电机控制器上采用了全SiC功率模块。据国外拆解分析,电控中的逆变器采用了ST的SiC 核心功率器件,整个功率模块由单管模块组成,器件耐压为650V。

以过往产品替换经验来看,在特斯拉的示范效应下其他车企将逐渐切换到SiC功率模块,未来3-5年内SiC 器件将在电动汽车传动系统中获得广泛应用。一份来自CSA Research的报告表明,2019年,新能源汽车细分市场的SiC器件应用规模(含整车和充电设施)约为4.3亿元,2024年市场规模达到16.24亿元,年均复合增长率达到30.4%。

从2019年新能源汽车销量来看,中国仍占据着全球新能源汽车市场的半壁江山,这也是国际各主要大厂加大第三代半导体SiC布局的重点市场。据了解,SiC器件市场份额主要集中在海外厂商手上,其中Infineon、ROHM、ST和Cree四家企业占据全球近9成市场份额。除了中游Cree、ROHM、Infineon等半导体厂商推出车规级SiC Mosfet产品外,下游以博世等tier 1公司为代表的企业迅猛推进车用半导体,其第三代半导体正式进入汽车供应链,与下游企业合作紧密。行业内人士向集微网表示,“汽车产业链是目前碳化硅用量最大的集中地,博世凭借全球第一tier 1公司的优势,在功率半导体器件方面出货迅猛,现已排到欧洲半导体出货量第四位。”

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