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罗姆:新能源汽车发展驶入“快车道”,SiC需求爆发?

发布日期:2021-12-20 浏览次数:3262 作者:网络
 
作为最早一批将SiC功率元器件量产化的厂商之一,ROHM(罗姆)提供领先业界的元器件技术和驱动IC等产品相结合的电源解决方案,并针对电动车市场推动SiC的普及。此次罗姆公司高级工程师罗魁先生受邀在《2022集邦咨询化合物半导体前瞻分析会》上介绍了SiC在新能源汽车中的应用。


罗姆公司高级工程师 罗魁

首先在SiC市场需求部分,SiC在新能源汽车市场应用正呈现快速增长的态势,特别是插电式混合动力车。相较于Si基器件,SiC功率元件搭载上车能提高汽车续航里程,缩短充电时间,另外能通过小型化、高效率来降低电池成本,实现整车系统成本的降低。另外,光伏、充电桩以及基建、服务器类应用,均有SiC应用机会,并且有不错的增长空间表现。

目前SiC在新能源汽车中的大规模量产主要在OBC(车载充电机)和DC-DC,各大车企已经纷纷实现搭载上车。但在电驱动方面,仅有特斯拉等少数厂商实现量产上车,但是评测中的企业有很多,预计今后两年将是需求集中爆发期。

车载充电机OBC方面,输出功率从3.3kW到22kW,主要分布是单相,三相电,单方向OBC,双向OBC。随着功率的增大,器件需求量也会增多。在TotemPFC仿真方面,SiC器件相比传统的硅器件能取得不错的效率改善。另外在封装方面,近几年也有一些新的变化,TO-247的4脚封装和T0-263的7脚封装方法可以降低封装的源极寄生电感的影响,从而进一步减少损耗。另外,罗姆还推出了混合IGBT方案(SiC SBD+Si IGBT),拥有优秀的恢复特性,损耗非常小。相对于传统硅方案,混合IGBT兼顾了成本和效率,但在追求更高效率方面,SiC-MOS方案仍是首选。

DC-DC方面,除了小型、高效率这一基本需求之外,高耐压化和双向化等需求走向多样化。在800V电池车型中1200VSiC-MOS最适合,而在双向DC-DC转换器中,SiC的高速恢复特性极具优势。

主逆变器上,SiC方案可以使车辆的续航里程增加3%到8%,还能将逆变器冷却系统小型化、轻量化。在同样的续航里程的情况下可以削减电池容量,即采用单价相对高的SiC也可降低整车的系统成本。一两年之后,它比传统的硅方案更有优势之后,产业化的规模将越来越大。

目前罗姆公司针对SiC主驱逆变器应用研发了最新一代的SiC器件,具有业界顶尖的RonA,现在已经有了样品,即将推向市场,目前已有多家客户正进行评估。在封装方面,罗姆支持双面散热模块,支持银烧结技术,对可靠性和散热方面都有非常好的改善。另外,罗姆作为少数几家IDM模式厂商之一,具备衬底、外延、器件、模块垂直一体化布局,正着力开发8英寸SiC产品。


目前罗姆公司SiC产品已经开发到了第四代沟槽型,相对于第三代产品,各种损耗大概平均有50%的下降,同时在器件设计上实现降低驱动电压(与Si器件通用的15V驱动),提高短路耐量极限耐受能力,另外还有些其他方面的技术进步。

对于未来发展战略来看,罗姆计划在2025年占据全球SiC功率市场30%份额,以SiC-MOSFET为首,加速在能源、xEV、ICT等成长型市场中的应用,并通过积极的投资不断提升产能,保持长期稳定供货。目前罗姆已与纬湃科技、北汽新能源、臻驱科技、吉利汽车等厂商展开深度合作,另外将罗姆计划将SiC产能在2025年扩增至2017年的16倍,以应对未来SiC市场的强劲需求。
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