10月22日,據(jù)IDTechEX最新發(fā)布的預(yù)測報告顯示,隨著電動汽車市占率持續(xù)擴大,產(chǎn)品競爭日益激烈,以碳化硅(SiC)與氮化鎵(GaN)為代表的更高性能的功率半導(dǎo)體也被越來越多的車型采用。預(yù)計到2036年前,車用功率半導(dǎo)體市場規(guī)模將成長三倍之多,達到420億美元。
報告稱,三年前,電動車采用SiC MOSFET(場效晶體管)還可以當(dāng)做一個賣點來宣傳,但現(xiàn)在使用碳化硅的純電車比比皆是,甚至連插電混動車(PHEV)都開始使用,包含Toyota 與Schaeffler 都宣布推出面向PHEV車型的SiC MOSFET。這代表碳化硅已經(jīng)進入成熟階段。
由于碳化硅晶圓供應(yīng)競爭激烈,許多公司已經(jīng)擴大量產(chǎn)200毫米的碳化硅晶圓,Wolfspeed 和英飛凌(Infineon)都開始量產(chǎn)推出,并成為小米、理想等中國車廠的供應(yīng)商,帶動碳化硅成為市場主流選項,即使是純電里程不高的PHEV車型,也都開始選用SiC,可見其成熟度。
緊跟在碳化硅之后,就是消費者已經(jīng)耳熟能詳?shù)牡?,現(xiàn)在基于氮化鎵的快充充電頭也已經(jīng)是隨處可見,它的高功率、高電壓特性也準(zhǔn)備在電動車市場上發(fā)揮所長。
中國長安汽車預(yù)計在2027年,推出搭載氮化鎵車載充電器的新車,由Navitas 供應(yīng)元件,功率密度達到每公升6kW,遠遠高于目前主流車載充電器每公升2kW 的水準(zhǔn)。換句話說,在體積相同的情況下,充電功率有可能翻倍提升。
IDTechEX 分析師認為,氮化鎵在初期主要會用于車載充電,以及直流變壓器上,之后則有包括恩智浦(NXP)、VisIC 等廠商,正在開發(fā)氮化鎵驅(qū)動逆變器,有望取代一部分硅基逆變器和SiC 逆變器。
考慮到成本、開發(fā)時程和量產(chǎn)規(guī)模等因素,在未來幾年,預(yù)估會看到更多混合配置的功率半導(dǎo)體組合,運用Si IGBT、SiC MOSFET 和GaN HEMT 并聯(lián),可以在兼顧成本的情況下,對應(yīng)不同負載需求的產(chǎn)品。
當(dāng)然,在成本考察不那么敏感的產(chǎn)品上,全面采用碳化硅逆變器,是最合理高效的選項,在GaN 獲得更具體的商業(yè)應(yīng)用前,SiC 的大量成長,似乎是可以預(yù)期的趨勢。