智能高频逆变电机车充电机(大咖说：如何看待第三代半导体器件在新能源汽车中的应用前景)

Posted 2023-05-29

篇首语：知是行的主意,行是知的功夫。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了智能高频逆变电机车充电机(大咖说：如何看待第三代半导体器件在新能源汽车中的应用前景)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

智能高频逆变电机车充电机(大咖说：如何看待第三代半导体器件在新能源汽车中的应用前景)

前言

为了防治机动车污染排放和改善环境空气质量，我国在汽车领域制定了一个针对汽车尾气排放的标准，现阶段实行的是国六标准，新标准的建立是为了约束车企出售的车辆必须达到国六排放标准要求，而汽车为了达到新标准需要在原有的基础上增加一定的成本，在不少车企迎合新标准而改进车辆时候，也在加码新能源汽车的布局。新能源汽车与传统汽车相比，最大的特点就是尾气排放非常低，所消耗的能源也会大幅度减少。在环保和能源的双重压力下，新能源汽车将是未来汽车主要的发展方向。

现阶段新能源汽车的主流是以电为能源提供动力，需要考虑电能的传输效率和转换效率。基于SiC、GaN材料高频高效、耐高压、耐高温等优异的特性，第三代半导体功率器件应用在新能源汽车上，不仅可以提升整车的能源传输和转换效率，还可以促进新能源汽车的产品升级换代，提升车企在汽车市场的竞争力和产品布局，为新能源汽车开拓更多市场。

在2023（春季）亚洲充电展上，充电头网有幸邀请到7位半导体领域的大咖来为我们谈谈他们对于第三代半导体器件在新能源汽车中的应用的理解与憧憬，在接触行业大佬的同时，我们将有机会接触他们的最新产品与技术，共享其新的智慧与方案。

B35：深圳基本半导体有限公司

文宇汽车行业总监

碳化硅具有高频率、高效率、高可靠性、耐高压、耐高温、低损耗的优异特性，是支撑新能源汽车发展的关键技术之一，备受市场青睐。新能源汽车行业的蓬勃发展也为碳化硅市场增长提供了强大助推力。基本半导体研发推出的汽车级全碳化硅功率模块具备高输出电流能力、高功率密度、高工作结温、高可靠性、低杂散电感、低热阻等特性，可提升电动汽车电机控制器的功率密度和效率。目前，基本半导体正和国内外多家头部车企及电机控制器Tier1企业进行测试开发，并已获得多家客户的定点。公司在持续提高产品研发水平的同时，也高度重视生产制造能力提升。基本半导体2021年通线的汽车级碳化硅功率模块封装产线已进入量产阶段，今年的产能为25万只模块，到2025年产能可达到500万只模块。未来，基本半导体也将不断增强公司综合实力，与客户携手并进，共同为新能源汽车产业发展和国家“双碳”目标的实现贡献力量。

B37、38、39、40： GaN systems Ins.

林志彦中国区销售副总经理

成本及续航力为影响电动车成为主流的关键要素。电动车技术演进使关键零组件成本逐年降低，更高功率密度的电池、更高效率的动力传动系统及车载充电器，将助电动车持续朝向轻量化及高续航力发展。同时，随各国政府陆续公布减碳政策与目标，我们认为电动车将迎来另一波成长。

氮化镓GaN功率元件在电动车的应用潜力不可小觑，GaN的宽能隙材料特性能大幅提高元件能效，与矽相比，GaN功率元件在尺寸、重量、电源切换间能量流失的表现上皆有显著优势，且开发总成本较低。全球氮化镓市场预期将在未来五年内成长60亿美元，其中成长动能主要来自车用，年复合成长率达97%。

作为全球GaN功率元件领导厂商，GaN Systems提供创新、高可靠度、且AutoQual+™ 认证的氮化镓解决方案，透过与全球领导车厂 BMW、Toyota、Vitesco 及半导体供应链的伙伴关系，我们将引领实现GaN功率元件在电动车市场的应用。

B79：北京大瞬科技有限公司

罗辉资深FAE

第三代半导体是指基于碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带半导体材料的半导体。与前两代半导体材料相比，第三代半导体材料禁带宽度大，具有击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等优势。因此，第三代半导体器件不仅体积小重量轻，同时还具备更高的功率输出密度、更高的能量转换效率，可以显著提升系统装置的性能。其中，碳化硅器件具备耐高压、低损耗和高频三大优势，可以满足高温、高压、大功率等条件下的应用需求，广泛应用于新能源汽车、光伏、工控等领域。

展望未来，全球新能源汽车渗透率的快速提升将驱动SiC市场规模高速增长。目前应用碳化硅的车型包括特斯拉、比亚迪中高端车型等，主要场景为主逆变器/OBC，预计至2025年SiC渗透率接近40%。市场的主要驱动力为1）特斯拉、比亚迪、蔚来、小鹏等头部新能源车厂的“带动效应”；2）碳化硅器件价格下降后带来系统经济效益；3）800V架构有望成为重要催化剂，1200V SiC在高压下较IGBT性能优势更为明显。

第三代功率半导体 SiC/GaN 已是全球半导体产业战略竞争的新高地。大瞬科技已经在第三代半导体器件上布局车规类产品，助力新能源汽车产业高质量发展。

C09、10、11、26、27、28：珠海镓未来科技有限公司

张大江市场总监

新能源汽车上主要有三个地方需要使用功率半导体器件：

一是主逆变器，这部分的功率等级50~200kW，且直流母线电压从400V提高到800V能显著提升效率。采用1200V SiC MOSFET模组取代IGBT模组能有效提升逆变效率，增加电池组续航能力，降低综合成本。

二是OBC和车载DC-DC，功率等级通常在3.3kW到22kW，追求高效率和小尺寸,且OBC的趋势是支持双向工作，作为露营及应急电源供应。因此采用氮化镓器件的图腾柱PFC拓扑能帮助双向OBC实现高效率和更高功率密度，因为氮化镓频率远高于SiC MOSFET。

三是氢燃料电池的空压机，其转速高达10万转/分，且要求非常高的动态性能。传统的IGBT模组是无法满足要求的，必须使用SiC 或者 GaN FET。

综上，SiC和GaN 器件是新能源车的最佳解决方案，满足必须的性能的同时还能降低整体成本。

C38：惠州精勤电子元件有限公司

杜文泰 CEO

随着新势力造车企业弯道超车的崛起，传统燃油车企甚至超豪华车企也陆续推出纯电动车加入赛道竞跑，这对第三代半导体器件在新能源汽车行业的应用是极大的促进，对被动器件在新能源汽车行业也是种利好，惠州精勤贴片Y电容、贴片双Y、贴片压敏电阻、贴片NTC不仅在电源、充电器行业广泛应用，也应用于新能源汽车行业，惠州精勤已获取IATF16949汽车行业质量管理认证，为汽车行业开发了冷热冲击超1000次的车规产品，以及AC耐压超过10KV的小体积贴片双Y安规电容器。

精勤本着“业精于勤★精益求精创精品”的工匠精神，创造更安全的安规器件！

C64：深圳市金核科技股份有限公司

巫济辉 CEO

新能源产业发展的大趋势及国际动荡,全球碳排放政策的驱动，全球第三代半导体大功率器件及其配套的新型磁性材料产业有着广泛的市场发展空间。光伏、风能、新能源汽车等对新型磁性材料的需求有增无减。未来新能源汽车大功率无线充产业对新型磁性材料的需求更是不可或缺的。本公司推出的大功率无线充电磁片已获欧洲,日韩客户的认可，未来有很大的发展空间。

C94：深圳市台源电子有限公司

项希德 CEO

随着全球气候变暖以及国家提出“碳达峰、碳中和”目标，第三代半导体有望成为绿色经济的中流砥柱，它的器件节能性是硅器件的4倍，可以使新能源汽车能耗降低50%。在传统的新能源汽车也就是纯电动车领域，碳化硅主要用于电机驱动逆变器、OBC（车载充电机）和DC-DC车载电源转换器。其中，用于电机驱动逆变器的功率模块是最主要且增长空间最大的车用碳化硅产品。随着新能源汽车技术的发展，以及氢燃料电池技术的应用，碳化硅的应用区间得到了大幅提升，碳化硅功率模块显著提升了车辆续驶里程和其他性能，在超级快充领域，一般来说，50度电的新能源汽车满充需要2个小时，而碳化硅超级快充可以在10～15分钟将电充满。另外碳化硅功率模块的电机控制器能实现30%～40%的减重。

C112：宁波铼微半导体有限公司

敖金平 CEO

氮化镓（GaN）材料特性的优越性，是可以兼顾频率、功率和耐压的半导体。这几年推出的快充，是氮化镓器件应用的很好例子。但是氮化镓器件的应用市场需要不断地开拓。本公司除了650V（10/20A）的氮化镓快充芯片，还推出了氮化镓射频肖特基二极管，用于微波无线充电，以实现真正的远距离无线送电（理论上可以从几微米到几万公里）。RF/DC模块的转换效率超过了90%，为业界最高，基本达到了实用化的水平。

充电头网总结

以上7位厂商的代表人物，无一不是行业翘楚，他们深耕半导体领域，立志为企业和消费者提供最优的第三代半导体器件在新能源汽车中的应用的解决方案，此次展会，充电头网有幸能够邀请到他们对话，让我们能对半导体和新能源行业与发展有更深刻的了解与追求。

目前新能源车的碳化硅器件场景主要为主逆变器/OBC，碳化硅器件具备耐高压、低损耗和高频三大优势，可以满足高温、高压、大功率等条件下的应用需求。而GaN功率器件在新能源汽车的具体应用在OBC和DC-DC中，可以使新能源汽车的系统更高效，有效提升空间利用率，降低系统工作温度，可以降低能耗。因此第三代半导体器件在新能源汽车中的拥有十分广阔的应用前景，是实现生态保护和第三代半导体发展的双赢，助力生态文明的建设和发展，共建美丽”地球村“。