碳化硅(SiC)在新能源領(lǐng)域中的應(yīng)用
關(guān)于碳化硅
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中國碳化硅行業(yè)是一個極具潛力的行業(yè),其涉及的產(chǎn)品多樣化,產(chǎn)業(yè)鏈深入,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,具有良好的市場發(fā)展前景。?
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我們都知道,碳化硅具備耐高壓、耐高溫、高頻、抗輻射等優(yōu)良電氣特性,它突破硅基半導(dǎo)體材料物理限制,成為第三代半導(dǎo)體核心材料。碳化硅材料性能優(yōu)勢引領(lǐng)功率器件新變革。
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功率器件的作用是實(shí)現(xiàn)對電能的處理、轉(zhuǎn)換和控制。以碳化硅為襯底制成的功率器件相比硅基功率 器件,具有耐高壓、耐高溫、能量損耗低、功率密度高等優(yōu)勢,可實(shí)現(xiàn) 功率模塊小型化、輕量化。相同規(guī)格的碳化硅基 MOSFET 與硅基MOSFET 相比,其尺寸可大幅減小至原來的 1/10,導(dǎo)通電阻可至少降 低至原來的 1/100。相同規(guī)格的碳化硅基 MOSFET 較硅基 IGBT 的總 能量損耗可大大降低 70%。
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應(yīng)用(新能源方面)
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新能源汽車
碳化硅功率器件主要應(yīng)用于新能源車的電驅(qū)電控系統(tǒng),相較于傳統(tǒng)硅基 功率半導(dǎo)體器件,碳化硅功率器件在耐壓等級、開關(guān)損耗和耐高溫性方面具備許多明顯的優(yōu)勢,有助于實(shí)現(xiàn)新能源車電力電子驅(qū)動系統(tǒng)輕量化、高 效化,它廣泛應(yīng)用于新能源車的主驅(qū)逆變器、OBC、DC/DC 轉(zhuǎn)換器和非 車載充電樁等關(guān)鍵電驅(qū)電控部件。
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各大主流新能源車廠商積極布局碳化硅車型。
碳化硅器件應(yīng)用于車載充電系統(tǒng)和電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng),能夠有效降低開關(guān)損耗、提高極限工作溫度、提升系統(tǒng)效率,目前全球已有超過 20 家汽車廠商在車載充電系統(tǒng)中使用碳化硅功率器件;碳化硅器件應(yīng)用于新能源汽車充電樁,可以減小充電樁體積,提高充電速度。SiC 在新能源汽車上的應(yīng)用將在保證汽車的強(qiáng)度和安全性能的前提下大大減輕汽車的重量,有效提升電動車 10%以上的續(xù)航里程,減少80%的電控系統(tǒng)體積。
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應(yīng)用于直流快速充電樁的碳化硅市場空間未來有望大增。由于成本的原 因,目前直流充電樁的碳化硅器件使用比例還相對較低。但通過配置碳 化硅功率器件,直流快速充電樁能極大簡化內(nèi)部電路,提高充電效率, 減小散熱器的體積和成本,減小系統(tǒng)整體的尺寸、重量。隨著 800V 快充技術(shù)的應(yīng)用,直流充電樁碳化硅市場有望高速增長。
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光伏發(fā)電
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在光伏發(fā)電應(yīng)用中,基于硅基器件的傳統(tǒng)逆變器成本約占系統(tǒng) 10%左右,卻是系統(tǒng)能量損耗的主要來源之一。使用碳化硅 MOSFET 或碳化硅 MOSFET 與碳化硅 SBD 結(jié)合的功率模塊的光伏逆變器,轉(zhuǎn)換效率可從 96%提升至 99%以上,能量損耗降低 50%以上,設(shè)備循環(huán)壽命提升 50 倍,從而能夠縮小系統(tǒng)體積、增加功率密度、延長器件使用壽命、降低生產(chǎn)成本。高效、高功率密度、高可靠和低成本是光伏逆變器的未來發(fā)展趨勢。在組串式和集中式光伏逆變器中,碳化硅產(chǎn)品預(yù)計(jì)會逐漸替代硅基器件。
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受益于中國 5G 通訊、 新能源等新興產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的世界領(lǐng)先地位,國內(nèi)碳化硅器件巨大的應(yīng)用市場空間驅(qū)動上游半導(dǎo)體行業(yè)快速發(fā)展,國內(nèi)碳化硅廠商具有自身優(yōu)勢。在全球半導(dǎo)體材料供應(yīng)不足的背景下,國際龍頭企業(yè)紛紛提出碳化硅產(chǎn)能擴(kuò)張計(jì)劃并保持高研發(fā)投入。同時,國內(nèi)本土 SiC 廠家加速碳化硅領(lǐng)域布局,把握發(fā)展機(jī)會,追趕國際龍頭企業(yè)。
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微碧半導(dǎo)體是一家專注于半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)、制造和銷售的企業(yè),它新出的碳化硅MOS管(SiC MOSFET)采用了硅和寬帶隙技術(shù),具有更大的功率效率、更小的尺寸、更輕的重量、更低的總體成本等優(yōu)勢,該產(chǎn)品適用于600V以上的高壓場景,包括光伏、新能源汽車、充電樁、風(fēng)電、軌道交通等電力電子領(lǐng)域。
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??以下是VBsemi的SiC產(chǎn)品:
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產(chǎn)品封裝
微碧產(chǎn)品擁有SOT23、D F N、SOT-89、SOP-8 、TO-92、TO-251、TO-252、TO-220、TO-220F、TO-263、TO-247、SOT-223、TO3P、TO262、SOT669、TSSOP8、SC70、DIP8、SC75、SOT725等系列封裝產(chǎn)品,可滿足用戶各類需求。
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應(yīng)用領(lǐng)域
微碧產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車領(lǐng)域:電控、電池管理、車載逆變器、車載電子產(chǎn)品、充電樁等;通訊領(lǐng)域:各類電源、交換機(jī)等;工業(yè)領(lǐng)域:逆變器、變頻器、電動工具等;家電領(lǐng)域:風(fēng)扇、洗衣機(jī)、掃地機(jī)、冰箱、空調(diào)等;消費(fèi)電子領(lǐng)域:照明燈、醫(yī)療設(shè)備、無線充、移動電源等,并且產(chǎn)品質(zhì)量始終保持在行業(yè)頂尖水平。


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