#電源設計 #功率半導體 #汽車電子 #碳化矽SiC #氮化鎵GaN
【SiC、GaN，汽車電氣化之左右護法】
傳統功率元件已經不能滿足電動汽車發展的需要，新材料正在助力新能源汽車突破這一瓶頸。IHS 的研究報告表明，碳化矽 (SiC) 和氮化鎵 (GaN) 材料正在汽車領域呈現爆發性成長態勢。如今，超過 40% 的純電動汽車採用 SiC 材料作為動力系統的關鍵元件。超過 600V 電壓的汽車驅動牽引逆變器 (inverter) 之馬達驅動應用，SiC 材料正在快速替代傳統的矽基 IGBT 元件。
驅動馬達逆變器和車載充電器中的矽基 IGBT 和二極體改用 SiC MOSFET 之後，系統結構配置更緊密、輕量化，更高的轉換效率大大降低了發熱使得散熱和冷卻系統設計變得簡單，同時新材料能夠承受更高功率密度，使得新能源汽車的從點時間大大縮短，並可配置大容量電池，有效增加續航能力。然而，目前制約 SiC 材料發展的一個主要問題就是產能緊缺……。
另一個動力源則來自 GaN 材料，600V 以下的功率市場——包括汽車、工業以及消費電子產品，將是 GaN 材料的天下。GaN 元件的開關速度是矽元件的十倍，同時工作峰值溫度更高，這些穩健強大的材料特性使它非常適合不斷發展的 100V 和 650 V區間的汽車、工業、電信和特定消費類等各種應用領域。在汽車電動化演進中，車載充電器 (On-borad Charger, OBC；大陸稱為「車載充電機」) 與 48V 直流變換器是 GaN 材料應用重點。
延伸閱讀：
《意法半導體 SiC 和 GaN 雙箭齊出，推動汽車電氣化革命》
http://compotechasia.com/a/tactic/2020/0409/44451.html
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