安森美半导体的碳化硅策略:聚焦汽车、新能源等四大领域

2020-09-16 15:21:50 来源: 晶报网

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8月27日,安森美半导体召开媒体交流会。安森美半导体电源方案部产品市场经理王利民先生向电子产品世界等媒体介绍了安森美半导体碳化硅的策略及方案。

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安森美半导体电源方案部产品市场经理王利民

王利民介绍,安森美半导体一直聚焦于汽车、自动驾驶和电动汽车,工业和云电源以及物联网(IoT)领域,致力为客户提供一系列的系统解决方案,包括器件、模块、参考设计套件,以及固件/软件/软件开发套件。

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在新能源领域,安森美半导体侧重电动汽车充电站,拥有一系列功率器件,如碳化硅、模块、IGBT器件;同时,在太阳能不间断电源上拥有较高的市场份额。而在相关的电池接口领域,安森美半导体也拥有通信接口感测,保护及安全器件。

在宽禁带材料方面,由于现有硅半导体器件受到场强、禁带以及能隙、热导率的限制,其应用被限定在一些低压、低电流、低频率和一般效率的场合。为了达到现在新能源、汽车以及通信应用对于高功率密度、高电压、高频率、高效率,以及高导热率的要求,新一代的宽禁带半导体材料碳化硅以及其他的宽禁带半导体材料应运而生。这些材料可提供高场强、高能隙,以及高电子移动速度和热导率,让下一代半导体器件能够提供硅半导体器件无法达到的革命性性能。

碳化硅市场正处于快速增长中,根据各大咨询机构统计,碳化硅在电源的功率因数校正(PFC)、太阳能逆变器、光伏逆变器、不间断电源、5G、通信电源、高频开关电源领域都拥有非常广阔的市场。碳化硅相较硅具有一定优势,且碳化硅市场容量每年都有大幅度增长。

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随后,王利民介绍,安森美半导体的碳化硅策略侧重于汽车、电动汽车充电桩/器、可再生能源以及电源几大市场。

汽车领域包含两大方面的应用,一是主驱,即主驱逆变器(Traction Inverter),以及车载充电器(OBC)和DC-DC。未来在电动汽车充电桩的市场也大有可期,目前的国家策略是2020年电动汽车充电桩的部署要达到非常大的数量。此外,新基建、新的内循环等一系列策略都在快速地带动电动汽车充电桩的发展。

可再生能源并非新市场,且该市场在短期内一直会是整个市场的主方向及趋势。绿色、可再生能源一直处于快速增长中,有300多GW的安装能量。高压高频率器件在太阳能逆变器里都有非常大的市场空间。

我国世界领先的5G以及在预研6G,在这类领先的通信电源场合,5G的电源对于高效率的需求也是巨大的。

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随后,王利民介绍了一些SiC战略市场。首先,是电动汽车和混动汽车市场。电动汽车会是未来碳化硅的主要驱动力之一,占整个碳化硅总体市场容量的约60%,碳化硅每年可以增加多达750美元的电池续航能力,碳化硅器件应用于主驱,OBC、DC-DC,可大幅度提高效率,因此能给电动汽车增加续航能力,有一些电动汽车从不可以销售变成可以销售,售价也大幅度地增长,因为续航里程和售价是成正比的。鉴于以上优点,目前几乎所有做主驱逆变器的厂家都以研究碳化硅做主驱为方向。

在OBC和DC-DC领域,绝大部分厂家是使用碳化硅器件作为高效、高压和高频率的功率器件。例如,美国加利福尼亚州已签署行政命令,到2030年要实现500万辆电动车上路的目标;欧洲也有电动汽车全部替换燃油车的时间表;而在中国各大一线城市,电动汽车可以零费用上牌。这一系列政策都推动了电动汽车的大幅增长,电动汽车对于高压、高频率和高效率器件的需求也推动了碳化硅市场的大幅增长。

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第二个碳化硅战略市场是:5G电源和开关电源(SMPS)领域。传统的开关电源领域在Boost及高压电源,对功率密度一直有着持之以恒的追求,从最早通信电源的金标、银标,到现在5G通信电源,云数据中心电源,这些都对于高能效有非常高的要求。碳化硅器件没有反向恢复,使得电源能效非常高,可达到98%的能效。电源和5G电源是碳化硅器件最传统,也是目前相对较大的一个市场。

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电动汽车充电桩也是碳化硅战略市场之一。充电桩实现的方案有很多种,现在消费者最感兴趣的就是直流快充。直流快充的充电桩需要非常大的充电功率以及非常高的充电效率,这些都需要通过高电压来实现。在电动汽车充电桩的应用里,碳化硅无论是在Boost,还是输出的二极管,目前有很多使用主开关的碳化硅MOSFET电动汽车充电桩方案,其应用前景非常广阔。

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作为传统的新兴市场,在太阳能逆变器领域,碳化硅二极管的使用量也非常巨大,每年太阳能逆变器的安装量也持续增长,预计未来10-15年将会有15%的能源(目前是1%)来自太阳能。太阳能是免费的,且取之不竭用之不尽。国内已出台相关政策,个人可把太阳能电力卖回给国家电网。碳化硅半导体可应用于太阳能逆变器的Boost,并且随着现在太阳能逆变器成本的优化,已经能看到不少厂家会使用碳化硅的MOSFET作为主逆变的器件,来替换原来的三电平(逆变器)控制复杂电路。政策驱动方面,欧盟有20-20-20目标,即到2020年,能效提高20%,二氧化碳排放量降低20%,可再生能源要达到20%。NEA也设定了清洁能源目标,到2030年要满足中国20%的能源需求。

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责任编辑:ERM523

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