在電動汽車設(shè)計方面，提高續(xù)航里程的最有效方法是提高電池電壓。目前，大多數(shù)電動汽車電池的輸出電壓為400 V或更低。將此電壓提高到800 V可在相同電流下提供更大的車輛馬力。它還提高了給定功率水平下的系統(tǒng)效率。

降低電動汽車成本的一個關(guān)鍵工具是提高電力電子設(shè)備的效率，最重要的是提高功率密度（功率效率與整體尺寸之比）。電力電子設(shè)備的功能是將電池提供的高壓直流電轉(zhuǎn)換為車輛所需的各種其他形式。這包括牽引電機（驅(qū)動車輪）所需的三相交流電（AC），以及車載充電器和其他系統(tǒng)所需的各種DC/DC轉(zhuǎn)換。

設(shè)計人員對碳化硅碳化硅的問題

是什么限制了更高電池電壓的使用并阻礙了系統(tǒng)功率密度的進一步提高？問題的很大一部分是大多數(shù)電力電子設(shè)備都使用硅半導(dǎo)體電源開關(guān)。硅-用于我們現(xiàn)在擁有的幾乎所有電子設(shè)備的集成電路-在高壓和高溫下根本無法正常工作。而這些正是電動汽車電力電子設(shè)備中存在的條件。

幸運的是，對于這類應(yīng)用，有一種替代硅的半導(dǎo)體材料，稱為碳化硅（SiC）。它具有一系列電子特性，非常適合在電動汽車電力電子設(shè)備中的高電壓、高溫和高功率下使用。下表總結(jié)了碳化硅在電動汽車電力電子領(lǐng)域的主要特性和優(yōu)勢。

滿足全球?qū)μ蓟璧男枨?/p>

汽車制造商已經(jīng)非常清楚SiC功率開關(guān)的優(yōu)勢。當(dāng)然，微電子制造商正在努力擴大生產(chǎn)能力，以滿足這一不斷發(fā)展的需求。

但是，生產(chǎn)出符合電動汽車行業(yè)未來產(chǎn)量和成本目標的高質(zhì)量碳化硅器件并不容易。事實上，經(jīng)過數(shù)十年的研發(fā)，全球仍然只有少數(shù)供應(yīng)商掌握了生產(chǎn)高質(zhì)量、大型、無缺陷的碳化硅晶圓的藝術(shù)。

此外，理想情況下，汽車制造商希望從垂直整合的供應(yīng)商處采購基于SiC的功率組件。也就是說，這家公司從種植晶圓材料一直到制造成品、封裝設(shè)備，無所不包。對材料基板和外延擁有所有權(quán)和控制權(quán)的組件制造商使汽車制造商或一級供應(yīng)商相信產(chǎn)品將可靠交付并保持一致的質(zhì)量。如果出現(xiàn)問題，它還消除了供應(yīng)鏈中供應(yīng)商之間的相互指責(zé)。

相干公司是全球為數(shù)不多的擁有完整、垂直整合碳化硅制造能力的公司之一。我們生產(chǎn)碳化硅晶圓和外延，一直到功率器件和模塊。此外，我們可以生產(chǎn)碳化硅材料無與倫比的質(zhì)量，使相干公司幾乎是唯一一家能夠成功從目前的標準晶圓直徑150毫米過渡到200毫米的供應(yīng)商。較大晶圓的好處是可以顯著降低器件成本。

消費者對電動汽車的接受度要求它們提供與傳統(tǒng)汽油動力汽車相同水平的便利性和經(jīng)濟性。這將需要降低初始購買價格和運營成本，以及增加行駛里程和減少充電時間。基于碳化硅獨特特性的汽車電力電子技術(shù)將在實現(xiàn)這些目標方面發(fā)揮重要作用。相干公司為降低碳化硅器件的成本所做的努力使我們在這項技術(shù)上取得了成功。

審核編輯：劉清