2023年,電動汽車行業的高速發展極大地推動了半導體行業的進步與創新,特別是在寬帶隙功率半導體領域。
寬帶隙功率半導體在電動汽車中的應用增多
隨著電動汽車對尺寸、重量、功率密度和轉換效率要求的日益嚴格,動力總成系統的電壓不斷提升,目前多數車型的電壓已達800V,部分甚至超過1000V。在這種高壓環境下,寬帶隙功率半導體如碳化硅(SiC)因其在高電壓和高溫條件下的出色表現及滿足汽車級可靠性標準而成為首選。SiC功率開關作為橋式逆變器電路的關鍵組成部分,有效驅動電動汽車的交流電機。
碳化硅(SiC)器件供應網絡的擴展
考慮到SiC元件在提升電動汽車性能中的關鍵作用,多家電子原始設備制造商(e-OEM)與設備供應商建立了長期的合作關系。例如,Onsemi與大眾、寶馬和麥格納簽訂了供應協議;博格與Warner和ST達成了合作,使用SiC芯片提升Viper電源模塊的性能。緯湃科技與羅姆半導體的10億美元長期合作進一步加強了供應鏈穩定性。
寬帶隙功率半導體產品的創新與發展
2023年,SiC器件封裝技術的進步顯著,英飛凌推出了650V CoolSiC MOSFET的新型TOLL封裝,以及改進的1200V TRENCHSTOP IGBT7半橋功率模塊,提升了產品的性能和應用范圍。高壓電源模塊因其緊湊的設計在電動汽車動力系統中備受青睞,如意法半導體推出的ACEPACK DMT-32系列SiC功率模塊,以及Cissoid和Silicon Mobility為高性能電動汽車電機驅動開發的全SiC逆變器參考設計。
電池管理系統(BMS)的技術進步
電池管理系統(BMS)是電動汽車安全高效運行的關鍵,2023年Element Energy的創新BMS技術獲得了2800萬美元的投資,以推進基于高級單體電池監控的解決方案。同時,寶馬集團采用Molex的Volfinity電池接觸系統,簡化電動汽車BMS的設計。
電動汽車充電技術的升級
電動汽車充電技術的創新不僅關注充電效率,還包括安全性和可靠性。氮化鎵(GaN)技術的應用,如GaN Systems推出的高功率密度OBC參考平臺,以及其與ACEpower的合作,展示了氮化鎵技術在提升車輛充電性能中的潛力。此外,直流快速充電解決方案的發展,如Nexperia和onsemi在直流快速充電平臺中采用SiC器件,進一步加速了電動汽車充電網絡的建設。
2023年,電動汽車行業的快速增長不僅推動了寬帶隙功率半導體技術的發展,還促進了電池管理系統和充電技術的創新。這些進步為電動汽車的性能提升和用戶體驗的改善奠定了基礎,同時為半導體行業帶來了新的增長機遇。
2024年,伴隨著電動汽車數量的爆發式增長和電動汽車電池的降價潮,電動汽車市場的殘酷競爭才剛剛開始,這對有著密切聯系的半導體行業來說既是機遇也是挑戰。
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