sic器件在電動汽車上

㈠ 光伏SiC碳化硅功率元器件誰有做

目前，以MOSFET、IGBT、晶閘管等為代表的主流功率器件在各自的頻率段和電源功率段佔有一席之地。
功率MOSFET的問世打開了高頻應用的大門，這種電壓控制型單極型器件，主要是通過柵極電壓來控制漏極電流，因而它有一個顯著特點就是驅動電路簡單、驅動功率小，開關速度快，高頻特性好，最高工作頻率可達1MHz以上，適用於開關電源和高頻感應加熱等高頻場合，且安全工作區廣，沒有二次擊穿問題，耐破壞性強。缺點是電流容量小，耐壓低，通態壓降大，不適宜大功率裝置。目前MOSFET主要應用於電壓低於1000V，功率從幾瓦到數千瓦的場合，廣泛應用於充電器、適配器、電機控制、PC電源、通信電源、新能源發電、UPS、充電樁等場合。
IGBT綜合了MOSFET和雙極型晶體管的優勢，有輸入阻抗高，開關速度快，驅動電路簡單等優點，又有輸出電流密度大，通態壓降下，電壓耐壓高的優勢，電壓一般從600V~6.5kV。IGBT優勢通過施加正向門極電壓形成溝道，提供晶體管基極電流使IGBT導通，反之，若提供反向門極電壓則可消除溝道，使IGBT因流過反向門極電流而關斷。比較而言，IGBT開關速度低於MOSFET，卻明顯高於GTR；IGBT的通態壓降同GTR接近，但比功率MOSFET低很多；IGBT的電流、電壓等級與GTR接近，而比功率MOSFET高。由於IGBT的綜合優良性能，已經取代GTR，成為逆變器、UPS、變頻器、電機驅動、大功率開關電源，尤其是現在炙手可熱的電動汽車、高鐵等電力電子裝置中主流的器件。

㈡ 電動汽車上的逆變器是什麼

新能源汽車有別於傳統燃油車最核心的技術就是「三電」——電驅，電池，電控。其中逆變器這個器件在電動汽車領域已經變得舉足輕重，沒有它電動車根本跑不起來，並且逆變器的性能直接影響著電動車的價格，那麼這個小東西到底是干什麼用的，下面就了解一下。
先普及一下三電和DC、AC的基礎知識：
其中，電驅由三部分構成：傳動機構、電機、逆變器。
簡單介紹一下AC、DC：
交流電AC的特點：大小和方向都發生周期性變化。交流電在生活民用電壓220V、通用工業電壓380V，都屬於危險電壓。它的最基本的形式是正弦電流，我國交流電供電的標准頻率規定為50Hz。
直流電DC的特點：方向不隨時間發生改變。直流電一般被廣泛使用於手電筒（干電池）、手機（鋰電池）等各類生活小電器等。干電池（1.5V）、鋰電池、蓄電池等被稱之為直流電源，都低於24V。
我們想要真正了解逆變器的作用，就得先知道車載動力電池的原理。
新能源汽車能夠跑起來是因為電機帶動了車輪，而電機的電量來自於電池，但動力電池是以直流電存儲，電機使用的是交流電。交流電機必須依靠正弦波交流電才能驅動旋轉。但車載動力電池能夠輸出的是直流電，逆變器的作用就是把直流電轉換成正弦波交流電，並且它還控制著交流電機的轉速和扭矩。所以，要想把DC轉變AC運轉，就要靠逆變器。
所以，對於配備交流感應電機的電動車，必須通過逆變器，把電池包輸出的高壓直流電轉換成可控制幅值和頻率的正弦波交流電，才能驅動車輛行駛。
正弦波的獲得是通過方波演變而來的。首先了解一下方波的形成。請看電路圖，這個神奇的電路叫做Full Bridge Inverter，全橋逆變電路。它的結構很簡單，由四個開關（S1-S4）組成。A和B為電路輸出端的正負極。
通過開關控制，電流的流向發生了逆轉，通過不斷閉合開關，方型交流電就產生了。我們日常的家用220V電源頻率為50Hz這就意味著每分鍾需要開關100次。如此高的頻率沒有人能控製得了，所以需要接入場效應管，例如IGBT或MOSFET，這個電子元件可以實現每分鍾上千次的開關。
通過場效應管的開關控制，可以獲得我們所需要的方波，但我們要的是正弦波。這里就涉及到了一個技術名詞——脈寬調制。
當前，我們已經按照固定的頻率開閉開關形成了方波，如果將開關的頻率在需要更大的地方產生更大的脈沖…如下圖。
試想一下，如果我們對單位時間的脈沖求得平均值，它就會變成？
這是一條很接近與正弦曲線的圖形，脈沖越精確，切換的頻率越高，所得的曲線就越光滑。我們可以通過比較器進行對脈沖串的調制就能獲得平滑的正弦波曲線。
還有一種方法叫做重電壓逆變技術——在電路當中增加電容和電感的方式用於平滑曲線。電容用於平滑電壓曲線，電感用於平滑電流曲線。就好比在電路上增加了一個小容量的水庫（二級緩存），電容就相當於一個可以瞬間充放電的電池，它能吸收電壓脈沖，讓輸出曲線變得平滑。以上所說的只有一組電壓就能實現正弦波的輸出，如果用多組電壓進行調制，就能獲得精度更高的正弦波曲線，並且控制精度也更加精準。這種方法多用於風力發電機或電動汽車。
簡單來說，逆變器（Power Inverter）是一種能夠將 DC12V直流電轉換為和市電相同的 AC220V交流電，供一般電器使用，是一種方便的車用電源轉換器。若一台電動汽車的逆變器能支持較高電壓，則相應的電壓充電流較大，功率較大，這意味著同樣電流進行充電，充電功率可以等比例放大，即充電時間會縮短。
若提高逆變器的支持電壓，則相應的充電時逆變器產生的熱量會變多，那麼就需要解決逆變器中IGBT模塊的散熱問題，這是提高充電效率的關鍵問題，目前日本豐田對此研究較深入，例如其加硅碳技術的應用。
此外，逆變器性能的好壞直接決定電機的性能表現，也是各大新能源汽車企業的核心技術。所以逆變器技術的掌握和突破就如同燃油車時代的變速箱技術一樣，將會成為新能源汽車產品的核心技術。隨著新一代半導體功率器件的發展，可以看出，IGBT和SiC是未來電機控制系統和充電樁的主力干將。
IGBT在電力驅動系統中屬於逆變器模塊，將動力電池的直流電逆變成交流電提供給驅動電動機。它約佔新能源汽車電機驅動系統及車載充電系統成本的40%，其性能直接決定了整車的能源利用率。
SiC功率器件的損耗是Si器件的50%左右，主要用於實現電動車逆變器等驅動系統的小量輕化。
一提到純電動汽車，大多數人第一反應都是特斯拉，尤其是最近特斯拉的頻繁動作，讓其知名度變得更高，那麼特斯拉到底好在哪，為什麼就是比國產純電動汽車受歡迎？下面的視頻介紹了特斯拉的充電原理，一起學習一下。

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㈢ 碳化硅SiC器件目前主要有些品牌在做

很多行業都有再用碳化硅呀

1.太陽能逆變器

太陽能發電用二極體的基本材料，碳化硅二極體的各項技術指標均優於普通雙極二極體(silicon
bipolar)技術。碳化硅二極體導通與關斷狀態的轉換速度非常快，而且沒有普通雙極二極體技術開關時的反向恢復電流。在消除反向恢復電流效應後，碳化硅二極體的能耗降低70%，能夠在寬溫度范圍內保持高能效，並提高設計人員優化系統工作頻率的靈活性。

2.新能源汽車充電器

碳化硅二極體通過汽車級產品測試，極性接反擊穿電壓提高到650V，能夠滿足設計人員和汽車廠商希望降低電壓補償系數
的要求，以確保車載充電半導體元器件的標稱電壓與瞬間峰壓 ，之間有充足的安全裕度 。二極體的雙管產品 ，可最大限度提升空間利用率，降低車載充電器的重量。

3.開關電源優勢

碳化硅的使用可以極快的切換，高頻率操作，零恢復和溫度無關的行為，再加我們的低電感RP包，這些二極體可以用在任向數量的快速開關二極體電路或高頻轉換器應用。

4.工業優勢

碳化硅二極體：重型電機、工業設備主要是用在高頻電源的轉換器上，可以帶來高效率、大功率、高頻率的優勢。

㈣ Sic電驅動系統能給新能源汽車市場帶來哪些變化呢

隨著電氣化時代的到來，汽車界也掀起了一場極大的變革。而隨著新能源車型技術成熟度越來越高，輕量化，小型化，高效化也成為了電力驅動系統最主要的研究和發展方向。而SiC晶元的出現也引發了廣泛的關注，國內外廠商紛紛開始搶先布局和研發。那麼這種SiC晶元究竟有何神奇之處，又能給新能源汽車市場帶來怎樣的變化呢？

首先，SiC是一種復合半導體材料，主要用於電子領域，可以實現電力的轉換和控製作用。並且由於SiC能夠承受更大的擊穿場強並且導熱系數更高，所以也被廣泛的應用在高壓電子領域，例如電源，逆變器等。而如果將這種材料巧妙的應用在電動汽車充電裝置當中，就能夠生產出強度更高，更耐高壓的電驅系統了。

綜上來看，SiC晶元在電動汽車領域還是有著很大發展潛力的，如果供應商能夠降低生產成本，那麼SiC功率半導體將會引發又一輪新能源汽車革命。

本文為汽車觀察家原創，如有抄襲將依法追究法律責任。

（運營人員：博洋）

本文來源於汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。

㈤ 比亞迪的IGBT真的很牛

就像華為的海思晶元，近兩年，汽車行業內的IGBT逐漸為人所熟知。
新能源汽車的成本構成中，最大頭當然是動力電池，第二高的就是IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）。作為與動力電池電芯齊名的「雙芯」之一，占整車成本約5%左右的IGBT，正在變得越來越重要。
IGBT能有多重要？就在於，它能直接控制驅動系統直、交流電的轉換，決定電動車扭矩和最大輸出功率等核心指標，可謂「牽一發而動全身」。
所以，近日總投資10億元的比亞迪IGBT項目在長沙正式動工，無疑就非常令人矚目。據悉，該項目設計年產25萬片8英寸晶圓的生產線，投產後可滿足年裝50萬輛新能源汽車的產能需求。
如今，比亞迪IGBT晶元晶圓的產能已經達到5萬片/月，預計2021年可達到10萬片/月，一年可供應120萬輛新能源車，也就是相當於2019年新能源汽車銷量的總數。
不過，我們關心的是，對於比亞迪來說，其IGBT技術達到了什麼程度？在整個IGBT格局中，比亞迪處於一個什麼位置？
打破壟斷
作為一種功率半導體，IGBT應用非常廣泛，小到家電、大到飛機、艦船、交通、電網等戰略性產業。此外，IGBT還是國家「02專項」的重點扶持項目，已經全面取代了傳統的Power MOSFET，被稱為電力電子行業里的「CPU」。
在新能源領域，IGBT的應用也非常重要。比如，在電動汽車的「三電」方面，TESLA的Model S使用的三相非同步驅動電機，其中每一相的驅動控制需要使用28顆塑封的IGBT晶元，三相共需要使用84顆IGBT晶元。算算總量，就可知需求的龐大。此外，充電樁的核心部件也要用到IGBT晶元。
但是，長期以來，被壟斷在少數IDM（Integrated device manufacturer）手上，比如英飛凌Infineon、富士電機、三菱等外資企業。
數據顯示，2019年期間，英飛凌為國內電動乘用車市場供應62.8萬套IGBT模塊，市佔率達到58%。而比亞迪供應了19.4萬套，市佔率達到18%。可以說，如果沒有比亞迪，中國車規級IGBT晶元市場國內企業一直被「卡脖子」的局面無法緩解。這是實情。
比亞迪打破國際巨頭的壟斷，是值得高興的事。不過，值得注意的是，如果按照之前2019年比亞迪IGBT自供比率約在70%(或以上)的預測，也就是接近15萬套來算，對外供應的量也就是4萬多套，比亞迪還是相當保守的。
所以，4月14日比亞迪宣布通過整合公司半導體業務、成立獨立的「比亞迪半導體有限公司」，就是想使IGBT業務量擴大，提升其商業前景。根據中金公司的預計，比亞迪半導體拆分上市後市值可達300億元，無疑也只有外供IGBT才能帶來如此效益。
按照2018年的相關統計，在一輛純電動汽車中，IGBT約占驅動電機系統成本的一半，而驅動電機系統占整車成本的15~20%，也就是說IGBT占整車成本的7~10%。而據中信證券報告顯示，IGBT目前在插電混動車型上約佔2500~3500元成本，A級以上純電動車IGBT單車成本在2000~4000元，豪華車相對高一點，在5000元以上。
而且，中信證券認為，全球電動車高增長（尤其是A級以上車型）將帶動IGBT需求放量，2020年行業空間約97億元，預計2025年有望達到370億元，年復合增長率超過30%。所以說，如果比亞迪IGBT銷量擴大，收益當然可觀。
據悉，比亞迪下一步的規劃是讓IGBT的外供比例爭取超過50%。而之前比亞迪的孤單，顯示出關鍵零部件領域自主品牌的技術弱勢,現在局面有所緩解。不過，如果我們從國際IGBT技術發展趨勢來看，比亞迪還得加快步伐。
競爭的格局
之前，比亞迪已經在秦、唐等多個車型中採用自主研發的IGBT，但直到2018年9月，才第一次對外宣布。從專利數量來說，截至2018年11月，比亞迪在該領域累計申請IGBT相關專利175件，其中授權專利114件。
截至目前，比亞迪車用IGBT裝車量已累計超過60萬只。如果我們光看比亞迪的報道，自豪感會油然而生。但是，放眼望去，比亞迪面對的都是強手。
從IGBT的應用電壓來看，汽車主要是600V到1200V之間，這個區間里英飛凌Infineon具有壓倒性優勢，安森美雖然在600V-1200V領域也有市場，但主要是非車載領域。而三菱和富士電機瓜分了日本市場，豐田混動所用的IGBT全部內部完成，有自己完整的IGBT生產供應鏈。
江山代有才人出，除了這幾家巨頭，根據IHS Markit的最新報告，一家2018年度IGBT模塊全球市場份額佔有率排名第8位、唯一進入世界排名TOP10的中國企業——斯達半導（603290），也已成為比亞迪的勁敵。
根據上市剛剛兩個月的斯達半導的年報，其去年生產的車規級 IGBT 模塊已經配套了超過 20 家車企，合計配套超過16萬輛新能源汽車（而根據NE時代的統計，2019年斯達供應了17,129套IGBT模塊，市佔率1.6%。）如果加上在工業控制及電源行業、變頻白色家電及其他行業的應用，斯達半導的IGBT營收已經超過了比亞迪半導體。
不僅如此，就IGBT技術實力來看，比亞迪發展到了IGBT 4.0（相當於國際第五代），而斯達半導已經發展到了第六代，該公司基於第六代Trench Field Stop技術的650V/750V IGBT 晶元及配套的快恢復二極體晶元，已在新能源汽車行業實現應用。
從全球看，IGBT目前已經發展到7.5代，第7代由三菱電機在2012年推出，三菱電機目前的水平可以看作7.5代，而比亞迪2018年12月12日才發布IGBT 4.0技術（也就是國際上第五代技術），所以說，目前的差距還是很大的。
差距有多大？
不過，IGBT技術目前接近封頂也是公認的。當今科技日新月異，IGBT的戰場之外，下一代爭奪將在SiC（碳化硅）技術上。豐田汽車就表示過:「SiC具有與汽油發動機同等的重要性。」
其實，碳化硅（SiC）是一種廣泛使用的老牌工業材料，1893年已經開始大規模生產了。作為第三代半導體材料，發展潛力巨大。而且，SiC技術已經在日本全面普及，無論三菱這樣的大廠還是富士電機、Rohm這樣的小廠，都有能力輕松製造出SiC元件。
鑒於SiC的重要性,豐田的策略是完全自主生產。實際上，豐田從上世紀80年代就開始了SiC的研究,領先全球30年。到2014年，豐田已經能試產關鍵的SiC基板。
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這里說句題外話，SiC基板是關鍵，而落後日本企業很多的英飛凌，2016年7月決定收購的美國CREE集團旗下電源和RF部門(「Wolfspeed」),核心就是SiC基板技術。不過，最終被美國的外國投資委員會（CFIUS）以關繫到國家安全的原因否了。
目前，比亞迪也已研發出SiC MOSFET。預計到2023年，比亞迪將採用SiC基半導體全面替代硅基半導體，這樣的話，整車性能在現有基礎上可以再提升10%。除了驅動效率提高，SiC MOSFET體積可以減少70~80%，這也是業內公認的，SiC是新能源車提高效率最有效的技術。
當然，光晶元提升還不行，整合材料（高純碳化硅粉）、單晶、外延、晶元、封裝等SiC基半導體全產業鏈也要跟進，才能進一步降低SiC器件的製造成本，加快其在電動車領域的應用。
所以，從技術上來說，比亞迪要追趕的路還很長。而且相對於斯達半導的全球化業務，比亞迪IGBT的國外業務還有待展開。不過相比較而言，比亞迪在國內自主品牌中還是取得了一定的優勢，就像華為手握晶元終極武器一樣。面對汽車行業百年未有之變局，技術驅動將重新構建行業格局，無疑是沒錯的。
文/王小西
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㈥ 博世碳化硅功率器件首次對外亮相

日前，博世碳化硅功率器件首次對外亮相。

該器件能夠在實現高開關頻率的同時，保持較低的能量損耗和較小的晶元面積，並增加電動汽車和混動汽車6%的續航里程。

博世方面表示，其位於德國的第二家晶元工廠將於2021年投產。預計到2025年，碳化硅將隨著產量的增加，成本會與IGBT模塊持平。

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㈦ ROHM的SiC功率元器件被應用於UAES的電動汽車車載充電器

全球知名半導體製造商ROHM（總部位於日本京都市）的SiC功率元器件（SiCMOSFET*1）被應用於中國汽車行業一級綜合性供應商——聯合汽車電子有限公司（.,Ltd.，總部位於中國上海市，以下簡稱「UAES公司」）的電動汽車車載充電器（OnBoardCharger，以下簡稱「OBC」）。UAES公司預計將於2020年10月起向汽車製造商供應該款OBC。

＜術語解說＞

*1)MOSFET（Metal－Oxide－的縮寫）

金屬－氧化物－半導體場效應晶體管，是FET中最常用的結構。用作開關元件。

*2)IGBT（，絕緣柵雙極晶體管）

同時具有MOSFET的高速開關特性和雙極晶體管的低傳導損耗特性的功率晶體管。

*3）傳導損耗、開關損耗

因元器件結構的緣故，MOSFET和IGBT等晶體管在使用時會產生損耗。傳導損耗是電流流過元器件時（ON狀態時），受元器件的電阻分量影響而產生的損耗。開關損耗是切換元器件的通電狀態時（開關動作時）產生的損耗。

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㈧ 解釋電力電子器件si產品和sic的區別

SI器件和SIC器件的比較兩者主要是性能不同。

SiC是什麼?

碳化硅(SiC)是一種Ⅳ-Ⅳ族化合物半導體材料，具有多種同素異構類型。其典型結構可分為兩類：一類是閃鋅礦結構的立方SiC晶型，稱為3C或 β-SiC，這里3指的是周期性次序中面的數目;另一類是六角型或菱形結構的大周期結構，其中典型的有6H、4H、15R等，統稱為α-SiC。與Si相比，SiC材料具有更大的Eg、Ec、Vsat、λ。大的Eg使SiC可以工作於650℃以上的高溫環境，並具有極好的抗輻射性能。

相比於Si器件，SiC功率器件的優勢：

作為一種寬禁帶半導體材料，SiC對功率半導體可以說是一個沖擊。這種材料不但擊穿電場強度高、熱穩定性好，還具有載流子飽和漂移速度高、熱導率高等特點。具體來看，其導熱性能是Si材料的3倍以上;在相同反壓下，SiC材料的擊穿電場強度比Si高10倍，而內阻僅是Si片的百分之一。SiC器件的工作溫度可以達到600℃，而一般的Si器件最多能堅持到150℃。

因為這些特性，SiC可以用來製造各種耐高溫的高頻大功率器件，應用於Si 器件難以勝任的場合。以SiC肖特基二極體為例，它是速度最快的高壓肖特基二極體，無需反向恢復充電，可大幅降低開關損耗、提高開關頻率，適用於比採用硅技術的肖特基二極體高得多的操作電壓范圍，例如，600V SiC肖特基二極體可以用在SMPS中，300V SiC肖特基二極體可以用作48~60V快速輸出開關電源的整流二極體，而1，200V SiC肖特基二極體與硅IGBT組合後可以作為理想的續流二極體。

採用硅材料的MOSFET在提高器件阻斷電壓時，必須加寬器件的漂移區，這會使其內阻迅速增大，壓降增高，損耗增大。阻斷電壓范圍在1，200~1，800V的硅MOSFET不僅體積大，而且價格昂貴。IGBT雖然在高壓應用時可降低導通功耗，但若開關頻率增加時，開關功耗亦隨之增大。因此IGBT在高頻開關電源上亦有其本身的限制。而用SiC做襯底的MOSFET，可輕易做到1，000～2，000伏的MOSFET，其開關特性(結電容值，開關損耗，開關波型等)則與100多伏的硅MOSFET相若，導通電阻更可低至毫歐值。在高壓開關電源應用上，完全可取代硅IGBT並可提高系統的整體效率以及開關頻率。

價格差異：

單就Si器件和SiC器件的價差來看，確實有較大的差異，但如果從SiC器件帶來的系統性能提升來看，將會發現其帶來的總體效益遠遠超過兩類器件的價差。在SiC特別適合的高壓應用中，如果充分發揮SiC器件的特性，這一整體優勢表現得非常明顯。

㈨ 博世碳化硅功率器件首次亮相 能夠提升6%的續航里程

車家號的網友，大家好！今天選車網為您帶來博世碳化硅功率器件的最新消息，請點擊關注選車網，第一時間了解最新的汽車資訊。

選車君觀點：新能源汽車的續航里程一直都是消費者十分關注的問題，也是制約新能源汽車發展的關鍵因素，而博世的碳化硅功率器件能夠有效地緩解用戶的續航里程焦慮，為消費者提供更出色的駕乘體驗。

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㈩ 什麼是SiC器件,它的優點和缺點

的器件是有優點和缺點的