比亞迪SiC功率半導體的應(yīng)用優(yōu)勢和挑戰(zhàn)

數(shù)日前，2019年第三代半導體支撐新能源汽車創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇在廣州召開。其中比亞迪股份有限公司第十四事業(yè)部電控工廠廠長楊廣明演講主題為“比亞迪SiC功率半導體的應(yīng)用優(yōu)勢和挑戰(zhàn)”。他的內(nèi)容主要圍繞比亞迪集團公司的業(yè)務(wù)布局、功率半導體的應(yīng)用與現(xiàn)狀，和比亞迪未來在SiC模塊功率逆變器上的發(fā)展。

以下是演講內(nèi)容的主要內(nèi)容：

比亞迪針對“卡脖子”的功率半導體做了重點布局，至今已有十余年，產(chǎn)品包括IGBT、FRD、DBC、散熱底板等；

SiC基功率器件方面，比亞迪在2017年研制出SiC MOS晶圓以及雙面水冷模塊，并于2018年將之批量應(yīng)用于DC/DC、OBC中；

比亞迪在混動和純電動上對SiC和Si的性能進行測算，結(jié)果顯示，SiC后電機控制器的損耗下降5%，整車NEDC續(xù)航提升30KM，里程增幅5.8%，電驅(qū)動系統(tǒng)整體NEDC平均效率提升3.6%；

價格是決定SiC何時在新能源電機控制器上批量使用的關(guān)鍵因素。續(xù)航里程500公里以上的高端SUV車和高端轎車可能會在2021年會開始應(yīng)用SiC，小型SUV和中型轎車可能在2024年會開始應(yīng)用一部分SiC，低端車可能會在2025年之后；

SiC的優(yōu)勢很多，但是在模塊開發(fā)上有很多挑戰(zhàn)，主要有低雜散電感設(shè)計、高溫封裝材料、高壽命Bonding設(shè)計、高散熱設(shè)計以及汽車級驗證等。

NE觀察：

電動汽車、ADAS和5G基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的本地需求，正在帶動IGBT、MOSFET等功率半導體市場的上行。

在集成化、小型化趨勢下，企業(yè)對電機及控制器的高功率密度、高效率、高可靠性、低成本等幾方面提出更高的要求。功率器件，此時就需要發(fā)揮出它在提高控制器功率密度和控制成本上的最大效用。

OEM對電驅(qū)系統(tǒng)的功率密度要求在不斷提高，SiC是一個較為理想的方向，但SiC晶圓的產(chǎn)量問題是主要瓶頸。例如，當電壓平臺上升到800V以上時，SiC MOS應(yīng)用產(chǎn)生的效益將超過傳統(tǒng)的Si基IGBT。

SiC功率電子在2020年尚未應(yīng)用的另一大原因是用于生產(chǎn)元器件所需的SiC晶圓不足。目前到未來一到兩年內(nèi)，只有可能由類似雷克薩斯一類的豪華車型可能應(yīng)用SiC，但無法滿足需要大批量生產(chǎn)的平價車型的需求。