电源技术网|技术阅读
登录|注册

您现在的位置是:电源技术网 > 技术阅读 > 碳化硅:从“做起来”到“用起来”

碳化硅:从“做起来”到“用起来”

点击下方关注公众号:电源漫谈

关注,分享,点赞,赞赏,在看,支持优质内容!

大家好,我是电源漫谈,友情转发芯TIP的推文,帮大家提供一个专业的碳化硅产业方面的研讨会信息,尤其是在新能源领域的应用讨论比较多。届时本人也将到现场参会,欢迎有兴趣的朋友一起交流。


在新能源汽车、光伏、电力电子等市场需求带动下,全球碳化硅市场规模正在快速成长,国内碳化硅产业链尽管处于快速进步的状态,但想要真正实现「做起来」,依然存在明显「短板」。
就拿SiC衬底这一环节为例。目前从原始的工艺到衬底的加工技术再到材料的大口径化扩展等各个环节,都是业界的焦点。尤其是碳化硅衬底制备工艺实现条件要求极高,主要聚焦在晶体内杂质浓度控制问题、温度要求高/黑箱操作、长晶速度慢/时间成本高、晶型要求高/产出良率低、材料硬度大/切割磨损高等难点上。

图源:芯TIP《一图GET:一图搞懂碳化硅——衬底篇》
但是,突破材料瓶颈和工艺技术瓶颈需要一定的时间,属于「慢工出细活」。值得期待的是,在下游高景气应用驱动下,国内碳化硅产业链有望得到更快速的发展。
◎ EV
细看应用层面,业内普遍认为,碳化硅功率器件在新能源汽车领域具有显著的性能等优势,在主逆变器里,采用碳化硅MOSFET可提高约5%的系统效率。
斯达半导董事长沈华接受采访曾表示,主逆变器采用碳化硅让整车厂有了两个选择:一是采用相同电池容量,续航里程可提升5%;二是设计相同的续航里程,但电池容量可减少5%。
另外,各大供应商以及整车厂正围绕800V架构对电驱系统中的零部件进行迭代更新。而碳化硅的崛起,与电动汽车的800V高压平台系统算是「绝配」。在800V高压平台火热的趋势下,据行业预测,未来几年SiC功率元器件将随着800V平台的大规模上车进入快速爆发阶段。


国内外OEM也纷纷在800V高压平台领域进行布局,大多数采用兼容400V的过渡方式。欧美主流品牌在2021年以前开始布局快充平台的路线和架构,2023年开始陆续有量产车型上市。国内的主流车型和龙头车企几乎都在大功率快充和800V平台上布局和发力,量产产品的推出时间在2022年-2024年之间。
◎ PV
而光伏则是碳化硅的另一个主战场。根据中国光伏协会报告,2022年,国内光伏新增装机 87.41GW,同比增加59.3%。光伏装机量持续攀升,为碳化硅带来可观的市场增量。
图源:中国光伏协会-2011-2022年国内光伏年度新增装机规模以及 2023-2030 年新增规模预测(单位:GW)
传统的硅基器件已不能满足光伏逆变器MPPT(最大功率点跟踪)电路在效率和发热方面的需求,光伏行业迈入后1500V以及20A大电流时代,要建成更大组串进一步降成本,就需要降低组件工作电压和提高电站的电压等级,而碳化硅的性能优势就更加凸显。
根据Wolfspeed数据,采用碳化硅后,光伏逆变器系统转化效率可以从96%提升到99%以上,能量损耗降低30%以上,功率密度增加50%,显著提高循环设备的使用寿命,降低系统体积,节约系统成本10%。
◎「用起来」+「测起来」
可见,上车逐光这两条应用赛道都给碳化硅市场的成长强势赋能,但是否在伴随着碳化硅「做起来的同时,就能真正意义上实现「用起来」?如何把握SiC特性,使SiC产品在应用市场发挥出最大性能,并且最大幅度的降低使用成本,成为了碳化硅产业链最关心的问题之一。


「用起来」的进度也直接关系着「测起来」的发展。碳化硅的应用不过短短十几年,各大应用市场均没有相对成熟的标准体系。而由于碳化硅高频开关特性对测试系统寄生电感控制、测试带宽、连接方式等提出了更高的挑战,模块测不准、测不全、不可靠的情况时有发生,使得碳化硅产品的测试、试验也困难重重,且难以获得较为专业的指导,产业从业者多数都是摸着石头过河。
值得一提的是,车规级SiC MOSFET可靠性要求极高,主要是因为汽车应用环境要求苛刻,对运行稳定性要求高。对产品的工作温湿度范围、抗机械冲击能力、抗干扰能力、失效率等都远高于消费级和工业级产品的要求。由于材料本身及制程工艺的区别,SiC MOSFET的可靠性测试验证方法相比Si功率器件存在差异。更高的界面缺陷密度以及双极退化等特有的退化机理是影响SiC MOSFET在各种恶劣条件下可靠性的重要因素,SiC MOSFET芯片和封装的同时退化也使得退化特征更加复杂,这些都对SiC MOSFET的可靠性测试验证提出了挑战。实际使用时更高的电场强度、工作电压和开关速度都将影响SiC MOSFET可靠性,相关可靠性测试验证也更需要重点关注。
基于这些行业痛点,6月15-16日在江苏无锡举办的2023中国国际SiC功率器件应用及测试技术高峰论坛,将聚焦碳化硅风光储市场应用、车用主驱市场应用以及模块可靠性和测试等话题做深度讨论,旨在促进行业上下游在芯片技术进展、模块封装工艺、测试要点、标准体系搭建及应用市场需求等多个维度充分交流。
— 会议架构 —


— 会议议题 —

◎ 06/15上午 主会场:会议开幕

开幕致辞

SiC市场现状及发展趋势

半研咨询

SiC车用市场与供应链战略

上汽集团

“双碳”战略下的新能源市场发展及SiC芯片供应要求

华大半导体

茶歇

新能源变革下的功率半导体市场机会及技术要求

汇川技术 / 阳光电源

SiC产品测试现状及相关标准解读

能芯半导体 总经理 姜南

● 已确定 | 1小时演讲


◎ 06/15下午 分会场一:风光储市场应用

SiC MOSFET在分布式光伏逆变器中的应用与未来趋势

上能电气 项目经理 鹿明星

● 已确定

基于宽禁带器件的高频大功率模组应用

上海沛塬电子有限公司 高级产品线经理 徐东

● 已确定

微逆市场SiC应用与供应链布局

昱能科技

高功率密度要求下光伏逆变器用SiC模块开发进展

赛米控

茶歇

SiC MOSFET器件极端条件失效分析与结合工况寿命评估

重庆大学

碳化硅器件在光伏功率变换器中应用

英飞凌

风光储市场SiC器件解决方案

瞻芯电子

圆桌讨论

风光储大时代,SiC规模应用要求及供应链


◎ 06/15下午 分会场二:车用主驱市场应用

国际大厂车规级SiC芯片技术进展及应用趋势

01芯闻 主编

● 已确定 | 1小时演讲

基于SiC功率芯片的高功率密度电驱系统

汇川/小米汽车

SiC MOSFET 在车载逆变器上的应用及挑战

联合汽车电子

博世碳化硅助力汽车电动化发展

博世中国

● 已确定

茶歇

主驱SiC塑封模块解决方案及研发进展

onsemi

圆桌讨论

SiC芯片供应链安全与应用需求

一汽/蔚来汽车/比亚迪/onsemi/罗姆/ST/三安


◎ 06/16上午 SiC模块封装及可靠性

高可靠性、高性能碳化硅功率模块封装

复旦大学 雷光寅

● 已确定 | 1小时演讲

SiC MOSFET功率循环试验方法及退化特征分析

三海科技

● 已确定

新一代SiC模块双面互联封装可靠性提升研究

芯动半导体

茶歇

SiC功率模块封装及可靠性优化设计

致瞻科技 总经理 史经奎

● 已确定

多芯片并联大功率碳化硅MOSFET功率模块瞬态电磁建模与精准开关特性表征

忱芯科技 总经理 毛赛君

● 已确定

高可靠性、高性能碳化硅功率模块封装材料

Alpha


◎ 06/16下午 SiC模块封装及可靠性

SiC功率器件及模块ATE量产测试挑战和解决方案

华峰测控 市场总监 刘惠鹏

● 已确定

碳化硅功率模块及电控的设计、测试与系统评估

合肥工业大学

功率半导体银烧结工艺整体解决方案

ASMPT 凌晓渊

● 已确定

茶歇

基于SiC功率模块测试的无功老化设备技术重点

愿力创 总经理 任春茂

● 已确定

SiC MOSFET动态特性测试关键

青铜剑  魏炜

● 已确定 | 1小时演讲

峰会报名详情

扫 码 报 名

早鸟票:1980元/人(原价2980元/人)

地   点:江苏 · 无锡

时   间:2023.6.15-16


作为碳化硅芯观察合作自媒体,电源漫谈粉丝可以一直以早鸟价参加以上研讨会,供参考。



//关于知识产权:

1.本公众号主要用于个人学习笔记归纳及分享,无任何商业目的。

2.本公众号所发表言论及观点不代表本人现任公司及前任公司,如有错误请不吝指正。

3.如果认为有帮助可以分享转发,如需转载公众号内容,请留言告知。

4.有些图片来自网络,如有侵权,请联系删除。

5.有问题可通过公众号关注页或者文末添加本人微信加入技术交流群畅聊。

更多好文,请点击下方关注“电源漫谈”公众号,共同探讨电源的方方面面!一起学习进步!

    推荐阅读(直接点击标题即可进入页面):


您的关注和点赞就是对原创最大的支持!

关注,分享,点赞,在看支持优质内容!

加我微信拉你进200+成员的技术讨论群,注意备注:地域_行业_昵称