Применение карбида кремния SiC в силовых полупроводниках
В выпуске технических продуктов за последние два года «карбид кремния SiC» стал часто упоминаемым звездным продуктом всех многонациональных поставщиков компонентов и OEM-производителей, включая Magna, BorgWarner, Mahle, Continental и т. д. Заявлено, что они использовали карбид кремния.
Например, EQXX, выпущенный Mercedes-Benz ранее в этом году, заявил: «Он оснащен двигателем задней оси с максимальной мощностью 150 кВт, а для дальнейшего снижения потерь применен силовой модуль из карбида кремния».
Вполне возможно, что в будущем автомобили будут электрифицированы, поэтому спрос на силовые устройства из карбида кремния SiC огромен. Согласно прогнозу, опубликованному исследовательской и консалтинговой компанией Yole, до 2025 года ежегодные темпы роста рынка карбида кремния достигнут 30%, а объем рынка превысит 2,5 миллиарда долларов США.
Когда масштаб достигнет 1,5 миллиарда долларов, автомобили, оснащенные устройствами из карбида кремния, будут доминировать на рынке.
Массовое производство силовых полупроводников карбида кремния SiC и IGBT сосредоточено в нескольких компаниях, таких как Infineon Infineon в Германии, NXP NXP, STMicroelectronics STM, ON Semiconductor ONsemi и т. д. Infineon имеет очевидные преимущества.
В настоящее время отечественным производителем, который может проводить независимые исследования и разработки для массового производства, является BYD. Его полупроводниковые продукты BYD включают в себя основные IGBT и высокотехнологичные продукты, такие как карбид кремния SiC MOFEST и т. Д., Охватывающие очень широкий диапазон.
Автомобильный силовой модуль SiC от BYD Semiconductor очень компактен, размером всего с ладонь, и имеет выходную мощность 250 кВт. Силовые полупроводники SiC собственного производства также позволили электромобилям BYD значительно повысить эффективность привода двигателя и уменьшить объем контроллера привода двигателя более чем на 60%.
Именно из-за важности карбида кремния SiC компания Bosch, которая занимает первое место в области автозапчастей, объявила два года назад, что она будет продолжать продвигать исследования и разработки чипов из карбида кремния и добиваться их массового производства.
Массовое производство Bosch — это не только модули в SiC-пакетах, но и массовое производство из самых простых пластин и чипов.
В 2021 году Bosch построила дополнительное чистое помещение площадью 1000 квадратных метров на заводе по производству пластин в Ройтлингене, а к концу 2023 года будет построено новое чистое помещение площадью 3000 квадратных метров. 200-миллиметровых пластин, одной пластине могут потребоваться месяцы для выполнения сотен технологических операций на бесчисленных машинах.
Bosch продолжит расширять производственные мощности силовых полупроводников из карбида кремния и планирует увеличить выпуск до сотен миллионов. В то же время компания приступила к разработке чипов из карбида кремния второго поколения с более высокой удельной мощностью, которые, как ожидается, будут запущены в массовое производство в 2022 году.
В будущем, чтобы воплотить в жизнь мечту нашего электромобиля об обгоне по кривой, мы должны совершить прорыв в ключевых технологиях. Для электромобилей силовые чипы из карбида кремния SiC — это технология, в которой нам больше всего нужно прорваться.
