碳化硅MOSFET:功率半导体领域的革命之光

科技电力不缺一 2024-10-25 06:34:37

随着能源需求的不断增长和对更高效、更可靠能源转换的需求,功率半导体领域一直在不断寻求新的突破。在这个背景下,碳化硅MOSFET作为一种新型功率半导体器件,相较于传统硅器件,能够显著降低损耗,因此在智能电网、新能源汽车中备受青睐,正迅速崭露头角。

碳化硅价格暴跌,半导体格局重塑

碳化硅 (SiC) 曾因基板短缺而蓬勃发展。然而,2024 年发生了重大转变,中国制造商大幅提高产量,导致主流 6 英寸基板价格暴跌,8 英寸价格大幅下跌。

中国在 SiC 的两大应用领域(电动汽车和太阳能电池板)占据主导地位。中国政府正在积极推行半导体自给自足,这引发了人们对非中国系统未来可行性的担忧。发展较慢的台湾公司可能会渡过 SiC 材料过剩的危机,但它们面临着机遇和挑战并存的局面,尤其是来自中国的大规模低成本竞争迫在眉睫的威胁。

今年碳化硅行业的变化出乎意料,尤其是中国厂商产能大幅提升,导致价格跌至前所未有的低位。美国、欧洲、日本积极寻求减少对中国供应商的依赖,让碳化硅不太可能步太阳能后尘,这些地区都在寻求盟友,打造更平衡的生态,而台湾也看好其潜力。

台湾厂商品质稳定可靠,在硅基半导体市场的地位也受到全球肯定,而硅基半导体的严苛制程标准,同样适用于SiC。在产品效能与成本效率上,台湾厂商普遍优于欧美与日本厂商,但欧美与日本厂商在特定应用领域仍具有无可取代的优势,若能互补,将能达最佳效果。

1200V SiC MOSFET强劲助力电动汽车加速发展

碳化硅(SiC)俗称金刚砂,是硅与碳相键结而成的陶瓷状化合物。SiC晶体管是天然的E型MOSFET,导通电阻远低于硅MOSFET,因而能效更高。此外,其高压、高电流的特性使其很适合用于汽车电源电路。

随着全球对新能源汽车的加速推广,SiC的需求呈现爆炸式增长。EVTank数据显示,2023年全球新能源汽车销量达到1465.3万辆,同比增长35.4%,预计到2030年将达到4700万辆。受益于汽车电气化的持续推进,市场对SiC的需求增长明显,过去5年,特斯拉和比亚迪等OEM的汽车中SiC MOSFET的采用量出现了惊人的增长。

光伏风电和储能也是SiC快速发展的重要推动力。同时叠加“双碳”战略的推动,给SiC市场带来了巨大的潜力。Yole Group预测,到2029年,功率SiC器件市场将达到近100亿美元。

对于汽车领域来说,为了克服电车续航里程和充电速度上的两大短板,电动汽车行业正加速升级电池系统。功率更高的电压系统需要1200V的耐压功率芯片,所以1200V的SiC功率器件是业界共同的发力方向。

目前公司半导体业务已成功研发出具有性能优异的1200V SiC MOSFET,不同规格以及封装灵活的SiC MOSFET器件,可以满足电动汽车OBC、充电桩、不间断电源以及太阳能和储能系统等多个汽车和工业市场。

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