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憑藉高切換/低損耗特性 SiC有效降低EV供電成本

文‧Laurent Beaurenaut 發布日期:2019/04/15 關鍵字:SiC碳化矽:油電混合車電動車xEV

插電式油電混合車和全電動車的需求正大幅成長,更嚴格的排放法規是推動需求成長的原因之一。這類車輛配備各式各樣的電力電子裝置,目前其中大部分都是以矽為基礎。不過目前和未來都需要進一步提升效率和功率密度。由於矽在效能方面停滯不前,碳化矽因而成為一種高效的替代選擇。

在 xEV傳動系統中,碳化矽(SiC)電路有助於實現更小的晶片尺寸,同時具備相同效能資料,提供降低切換損耗及提升切換頻率等各種優點。與先前的系統相比,對應封裝技術可實現更有效率且更為輕巧的電源模組,以及獨立解決方案。受益於SiC晶片和最佳化電源模組的一般應用,包括主變頻器、車載充電電子裝置、升壓器和DC-DC轉換器(圖1)。

SiC元件已上市約二十年,但因為成本及部分品質緣故,在車輛中的使用受到限制。到目前為止,SiC晶圓尺寸通常比矽小很多。高品質6英寸SiC晶圓上市供應後,提升了製造SiC晶片的產能(圖2)。 SiC元件最初是由小規模的專業公司主導,不過目前頂尖半導體公司於標準設備加工SiC元件,具備高輸出及高可靠性,因此SiC的成本發展大有可為。最新一代的SiC溝槽MOSFET,在閘極氧化物可靠性方面也有所進展,使其成為汽車應用的理想選擇。

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