宽禁带碳化硅(SiC)半导体所带来的性能提升,对于包括电动汽车在内的下一代工业解决方案至关重要。碳化硅基功率半导体解决方案在汽车市场的采用正在快速增长。科锐(Cree Inc., 美国纳斯达克上市代码:CREE)始终致力于引领半导体产业从硅向碳化硅的重要转型。PSD(Power System Design,《功率系统设计》)专访到科锐,由科锐汽车业务副总裁Kenric Miller分享车用级碳化硅应用进展。
Kenric Miller,科锐汽车业务副总裁
Q:贵公司在中国市场提供哪些车用碳化硅产品?
A:科锐拥有丰富的车用宽禁带碳化硅器件产品组合,可供包括中国在内的全球OEM和技术公司使用。科锐碳化硅器件优异的性能和可靠性,在电动汽车领域的五个关键应用中尤其有效:电动汽车动力传动系统/主逆变器、车载电池充电机、车载DC/DC转换器和非车载DC快速充电机。
Q:贵公司车用碳化硅产品有什么竞争优势?
A:科锐碳化硅技术为其支持的各个行业提供了巨大的竞争优势。就汽车应用而言,碳化硅器件能够使得电动汽车动力系统更快速、更高效地转换动力,从而实现更多的里程数。这也就意味着,使用相同尺寸的电池,可以行驶更长的距离。
更具体地说,科锐碳化硅半导体显著降低了开关损耗,并能够实现更高的开关频率。这意味着,能源转换效率可以达到99%以上,大大减少了能源损失,在减少二氧化碳排放方面发挥着重要作用。这项先进技术使得碳化硅模块在列车牵引逆变器、HVDC高压直流输电和配电、电源解决方案(包括全球各地的各种工业应用)、太阳能和风能逆变器、储能和变压器中未来更多的应用成为可能。
比之硅,碳化硅可以在更高电压条件下实现更高效率地工作。这一优势非常有用,可帮助汽车制造商将其汽车的电气母线电压提高至800V。比之400V系统,在相同充电速度下,充电量可以翻倍。
在工业和能源基础设施方面,科锐碳化硅功率器件提高了效率,减小了系统尺寸,减少了热耗,使得企业能够充分利用每千瓦时的电力和每平方米的空间。
Q:贵公司碳化硅产品是否已在电动汽车(EV)上采用?
A:向碳化硅的转型,为科锐带来了日益增长且多样化的器件销售机会,尤其是在汽车市场。科锐碳化硅晶圆正在推动着功率半导体行业从硅向碳化硅的转型,并使得对电动汽车至关重要的性能表现得以增强,包括驱动效率提升、行驶里程提高和更快速的充电。
Q:贵公司哪些碳化硅产品在电动汽车中采用,包括哪些应用?
A:科锐碳化硅功率器件针对汽车、工业和可再生能源应用而优化设计。
针对汽车市场,科锐宽禁带碳化硅器件为电动汽车提供了可以耐受更高电压和更高温度的元器件,从而帮助设计者制造更小型、更快速、更轻量和更强大的汽车。随着汽车行业寻求加速从内燃机汽车向电动汽车的转变,碳化硅基功率解决方案在整个汽车市场的采用正在迅速增长,以提高系统效率,使得电动汽车具有更长的续航里程和更快的充电速度,同时降低成本、减轻重量、节省空间。科锐碳化硅产品包括裸片、分立式封装和多芯片封装(系统集成封装)等三类产品,并推向汽车市场。
在工业市场,科锐碳化硅模块能够实现更小型、更轻量、更具成本效益的逆变器,更有效地转换能源,以开启新型清洁能源应用。
针对可再生能源应用,科锐拥有30多年器件开发经验,帮助确保每千瓦时都能有极高的效率,且不管何种能源都尽可能少地耗费能源。科锐是业界领先的更快速、更小型、更轻量、更高效、更优性能的宽禁带碳化硅功率半导体制造商,并致力于为所有电力系统设计者提供有效工具,助力实现他们对更安全能源未来的愿景。
Q:贵公司目前是否与中国车企有开展合作项目?如果有的话,进展到哪一步了?
A:多年来,科锐一直向中国汽车市场供应碳化硅产品。我们的第一个产品是用于支持车载充电应用。随着我们不断的前进和发展,在中国市场,科锐在电动汽车动力传动系统/主逆变器、车载电池充电机、车载DC/DC转换器和非车载DC快速充电机方面取得了巨大的增长。
科锐正与ADI、NXP和TI等其他公司合作,帮助客户更快地进入市场。我们已经开发了展现强大实力的诸多参考设计,从而助力客户可以测试他们的概念。在中国的许多汽车客户,在其实验室里都配备了这些工具。
Q:目前中国碳化硅技术和应用与国外存在哪些差距?
A:我们看到,中国对纯电电动汽车(BEV)的大力推动,使得中国在汽车行业碳化硅使用方面走在前列。任何人想要发展碳化硅技术,都需要在很短的时间内进行大量的学习。中国正在努力开发这些应用的专有技术。作为该领域最早的创新者之一,科锐拥有超过30年的丰富经验,一直在与中国公司合作,将碳化硅应用于汽车。
科锐最近与一级供应商和全球技术公司建立了重要的合作关系,突显出中国、美国和欧洲的碳化硅增长机会,也进一步印证了全球需求的不断增长。很明显,所有人都在竞相实施碳化硅解决方案,为电动汽车提供更轻量、更快速、更小型和更强大的系统。
Q:您对于中国汽车市场碳化硅采用有什么总体预期?
A:随着中国继续快速推进电动汽车的应用,该领域对于碳化硅的需求也将不断增加,将呈现出指数级的需求增长。碳化硅的价值和显著性能优势是不可忽视的。各家汽车制造商们都认识到了这一点,并开始将碳化硅整合到未来的汽车开发之中。