宽禁带功率器件在电动汽车中全面普及

本文聚焦于宽禁带功率器件在电动汽车领域的应用前景，探讨了碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等新型功率半导体材料的关键作用。文章指出，这些材料因其更快的电子迁移率、更高的耐压和低电阻性能，被认为有望重塑功率半导体的未来。预计到2025年，电动汽车用碳化硅功率半导体将占市场37%以上，而氮化镓市场规模将显著增长。 文章对比了硅基IGBT、MOSFET、氮化镓和碳化硅MOSFET的性能，强调了碳化硅MOSFET在高压、低导通电阻和快速开关速度方面的优势，特别适合新能源汽车逆变器应用。然而，碳化硅和氮化镓的普及面临制造难度高、产能不足、成本较高等挑战。尤其是碳化硅晶圆的制造难度和成本问题，限制了其大规模应用。尽管如此，业界认为随着价格下降，这些材料在系统层面上已能与硅基器件竞争。 文章还讨论了碳化硅和氮化镓在新能源汽车中的潜在应用领域，包括主驱、OBC、高压转低压DC变换器和充电桩。氮化镓虽然在高频性能上有优势，但其耐压和热导率限制了其大规模应用。文章预测，随着技术进步，未来几年将出现氮化镓、碳化硅与硅基功率器件三足鼎立的局面。 最后，文章探讨了宽禁带半导体的制造模式，包括垂直整合制造模式（IDM）和与车企直接合作的定制模式，以及中国“双碳”目标对宽禁带半导体产业的推动作用。面对市场机遇，多家公司正在加速碳化硅产品的研发和部署，以抓住时间窗口。