电工基础

电工基础知识_电工技术-电工最常见电路

未来的重点方向:Sic和IGBT

时间:2023-08-03 09:22来源:未知 作者:admin 点击:
汽车智能化最大的增量是增加了功率半导体的单车价值,传统燃油车功率半导体ASP(平均价格)为71美元,而混动/纯电动功率半导体的ASP已经上升至330美元。 IGBT 、 MCU 、以及SIC会是接

汽车智能化最大的增量是增加了功率半导体的单车价值,传统燃油车功率半导体ASP(平均价格)为71美元,而混动/纯电动功率半导体的ASP已经上升至330美元。

IGBTMCU、以及SIC会是接下来新能源汽车智能化比较长期的需求点,根据特斯拉Model3的车型用量来看,单车使用IGBT是84颗,或者48颗Sic MOsfet(技术更优),MCU的供应商是意法半导体,基本可以结论,Sic和IGBT会是未来的重点方向。

产品结构

下图所示为一个N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构, N+区称为源区,附于其上的电极称为源极(即发射极E)。N基极称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极(即门极G)。沟道在紧靠栅区边界形成。在C、E两极之间的P型区(包括P+和P-区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区(Subchannel region)。而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区(Drain injector),它是IGBT特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极(即集电极C)。

5dc6a4d8-c9b9-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP(原来为NPN)晶体管提供基极电流,使IGBT导通。反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N-沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N-层的空穴(少子),对N-层进行电导调制,减小N-层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。 根据测算,2022年中国车用SiC衬底市场需求在16.9亿元左右。受益于新能源汽车市场增长和SiC产品应用扩大,2025年中国车用SiC衬底市场规模将达129.9亿元,将保持97.2%的年均增长率,对车用硅基IGBT的替代作用正在逐渐扩大。根据碳化硅器件的成本占比(衬底、外延、模块分别占比 46%、23%、20%)来看,2025年中国新能源汽车碳化硅器件市场规模将达到282.4亿元。

比亚迪半导体:2022年6月,比亚迪半导体推出1200V 1040A SiC功率模块,此模块在没有改变原有模块封装尺寸的基础上将功率提升近30%。根据规划,到2023年,比亚迪旗下所有电动车将完成SiC功率半导体对硅基IGBT的全面替代。

三安光电:2021年6月,三安光电位于湖南的半导体基地投产,为比亚迪提供碳化硅用于车载充电器。除此之外,2022年2月,三安光电与理想汽车成立合资公司研究碳化硅技术,拓展碳化硅市场。

同光股份:2021年12 月 29 日,同光股份与长城汽车签署战略投资协议,为长城汽车旗下机甲龙车型提供碳化硅产品,后续的系列车型也将规模化应用碳化硅产品。   未来,要满足市场需求,提升竞争力,除了建立生产线以外,产业链拓展、车规级SiC IGBT研发、批量制造能力、良品率提升等都是国内供应商需要解决的问题。

编辑:黄飞

 

(责任编辑:admin)
织梦二维码生成器
相关文章
------分隔线----------------------------
栏目列表
推荐内容