【2020电动汽车百人会】英飞凌科技秦继峰:车辛勤率半导体技术方面的发展
作者:admin    发布时间: 2020-01-20 18:35

1月10-12日,2020中国电动汽车百人会论坛在钓鱼台国宾馆隆重召开。本次论坛围绕“把握现象 聚焦转型 引领创新”主题,邀请当局相关部分和汽车、能源、交通、城市、通讯等周围的走业机议和领先企业代外,就走业、企业、政策的转型与创新睁开深度钻研。以下是英飞凌科技(中国)有限公司大中华区汽车电子事业部市场负责人,秦继峰在本次论坛上的发言:

英飞凌科技(中国)有限公司大中华区汽车电子事业部市场负责人 秦继峰

亲爱的各位宾客,亲爱的各位汽车界的同仁们,行家早晨益!吾是秦继峰。

本次会议吾主要从市场和行使的角度,和行家分享英飞凌在车辛勤率半导体技术方面的发展。

最先,为什么车辛勤率半导体在电气化的过程中稀奇主要呢?吾望了百人会的会议宣传原料,内里也说的很清新了。吾们照样用数据来语言,传统的动力总成的车,车内里的半导体价值平均也许是350美金,功率半导体也许占了20%,就是70美金,而随着电气化的发展,以纯电动车为例子,内里半导体的价值增补了一倍,就是700美金,而其中也许一半都是功率半导体。也就是说汽车在电气化的过程中,添量的半导体市场绝大片面都在功率半导体方面,这也是为什么车辛勤率半导体是一个关键的话题。

接下来吾给行家分享几个倾向:第一,总结一下车辛勤率半导体现在市场的情况。第二,探讨一下第三代功率半导体,以及功率半导体的封装以后的发展趋势,第三,在发展过程中的机遇和挑衅。

最先望一望电动车内里有哪些行使必要用到功率半导体。倘若望左边的这个图,功率半导体行使主要分三类:第一类是主反变器,就是直接驱动马达、大功率,这内里主要用到大功率的IGBT模块;第二类是和充电相关的行使,比如车载充电器(OBC)、直流电压换器(DC/DC)。第三类是辅助类的行使,这内里包括了PTC添炎器、空调压缩机、水泵、油泵等,这内里主要用的是IGBT分立封装的解决方案。

右边这张图针对这三类行使给出了响答的主流器件和功率等级的周围,行家能够望到这内里的趋势。倘若吾们现在望,以前道晶圆的角度来说,硅的解决方案300V以下照样MOSFET, 600V以上是IGBT。而第三代半导体的解决方案,稀奇是碳化硅,已经逐渐最先在主反变器、OBC、DC/DC、压缩机内里最先行使了。接下来吾会以前道(晶圆)、后道(封装)两个方面跟行家分享。

针对晶圆的技术,英飞凌对以后市场的展望大致如下: (如PPT)左上角这张图,吾们认为,不息到2025年硅照样占了主导地位。而碳化硅现在整个市场也许是在1%到3%,随着碳化硅技术的发展,到2025年也许1/5的市场会行使碳化硅的方案,考虑到新能源车的量将会越来越众,以是这个市场是特意可不益看的。

倘若吾们特意来望望碳化硅的市场,封装形势有裸片、有分立器件、还有模块。那么碳化硅的市场以后哪一栽封装会更有上风呢?吾们望到现在大片面产品这个市场上照样用碳化硅二极管和碳化硅MOSFET的方案,而到了2025年大片面的市场会被碳化硅的模块占有,这是为什么呢? 这边吾先卖一个幼关子,期待吾后面的分享能够给行家解答这个题目。

晓畅了硅和碳化硅的市场,下面的题目就是,碳化硅和硅相比有哪些技术上风?最先是功率密度的挑高:汽车内里空间是特意幼的,以是功率密度的挑高是以后的发展趋势,碳化硅器件的特性能够不光使功率半导体的封装相比较硅的方案做得更幼,而且使与功率器件配套的无源器件和散炎器都做得更幼。其次是体系效果的挑高:比如说用在主反变器内里,用碳化硅模块和IGBT模块相比能够挑高也许5%的体系效果,那对于整车厂就有两个选择:第一,用相通的电池容量,续航里程能够高5%;第二,倘若设计相通的续航里程,电池容量能够减5%。比如Model 3也许是80度的电池,5%就是4度电,现在遵命每度电也许人民币700-1000元来算的话,撙节下来的成本照样比较可不益看的,自然这内里还要考虑到碳化硅模块会比IGBT贵一些,以后这个均衡点怎么找是碳化硅模块什么时候进入市场的关键。末了碳化硅还有一个主要的上风,就是特意正当高压的行使。吾们望到一些主流车厂已经把车的电池电压挑高到了800V,以后的高压直流充电桩内里也是用的高压,反馈中心在这些高压的行使里,以后碳化硅,稀奇是高压的1200V的碳化硅比硅会更有上风。

这边讲的碳化硅这么众益处,行家能够会想为什么现在的碳化硅只有2%、3%的份额?吾们来望下面吾们总结的碳化硅产业链成功的四个因素:衬底、器件、产品组相符、体系。

第一,衬底和晶圆。碳化硅晶圆的滋长比硅慢一些,碳化硅比较硬,切割稍微难得一点。比较主要的是,现在碳化硅主流的晶圆尺寸照样6寸,而硅已经到了12寸。这是什么概念?倘若一片6寸的晶圆能切割成100个裸片,那放到8寸相通的尺寸的裸片就能够有180个,放到12寸那就是405个,而晶圆尺寸从幼变大造成的成本增补幼于对答的裸片数目的添长,如许每一个裸片的成本随着晶圆尺寸的添长而降低。吾们展望碳化硅的模块2022、2023年以后会是徐徐首量的一个时间点。第二, 器件,英飞凌行使了业界领先的基于沟槽的组织,能更益地升迁碳化硅产品的性能。

而接下来的两点针对碳化硅和硅都适用,裸片生产出来后,必要正当的后道封装的互助,才能表现整个产品的最优价值。下面吾们把视角以前端(裸片和晶圆)移到后端(封装),望望封装发展的趋势。

这边列了一下英飞凌现在挑供的一些比较主流的封装,包括分立器件封装, 三相模块封装, 双面水冷封装,Easy 半桥模块封装。为什么有这么众的封装?这是由差别的行使场景来决定的。 以主反变器行使为例子:吾们望到分立器件是业界比较成熟的,用在功率比较幼的行使,A00、A0级的电动车用得比较众。 吾们望到之前补贴退坡造成A00在市场的占比有所降低,市场转向了必要更高功率的A级以上的车。当功率上往以后,倘若用分立器件,就必要更众的并联,并联众,题目就出来了,怎么保证每一个并联器件的相反性是一个关键题目。以是大功率的车会更正当三相模块的行使。双面水冷的模块,也是以后业界的一个趋势,双面水冷具备更益的散炎性,能挑高功率密度,比较正当在空间请求比较幼,比如同化动力汽车的行使。英飞凌还有Easy封装的半桥模块,给用户挑供更变通的解决方案。

差别的行使场景必要众样化的封装手段,那异日发展的趋势是什么样的呢?吾们来望望下一页的例子。英飞凌在2019年做了一件很主要的事, 那就是吾们成功把HybridPACKTM Drive系列的产品推向了市场。吾借用这个例子给行家讲一讲以后封装的趋势: 那就是产品组相符易延展、炎性能升迁、缩短寄生电感、以及更高的集成度。

最先产品组相符的易延展性是很主要的。如许能够协助开发者更迅速浅易的设计配套的体系方案,而无需转折体系的设计就能实现差别的体系功率的需求,比如散炎器或者水冷体系。吾们推向市场的四个HybridPACKTM Drive系列的产品, 内里的晶圆都是相通的,而倘若把模块拆开来望,就能够望出,在封装上吾们行使差别的外壳连接器, 陶瓷板和底基板组相符来实现差别的性能需求。

用外壳连接器来举例,模块有些场景必要焊接到外部,有些必要用螺丝接上,有些必要添一个外置电流传感器, 现在吾们有三栽外壳连接器的设计来已足客户的差别需求。

英飞凌也在开发下一代的功率半导体模块,吾们会不息保持易延展性的设计理念,同时也在减幼寄生电感和更益的集成方面做文章,比如英飞凌正在钻研把外部的电流传感器集成到模块内部的可走性。同时英飞凌也在和吾们的相符作友人在体系层面做更高的集成,吾们和欧洲的PCB解决方案供答商Schweizer Electronic一首推出了Chip Embedding的技术,现在已经有欧洲主流Tier 1行使该体系方案在48V的启停体系中。

除了车辛勤率半导体自己的技术发展,汽车的电动化进程还必要其他芯片的互助。比如说用来感知的传感器芯片,用来计算和限制的微限制器,用来供电的电源管理芯片,通信芯片以及保障新闻坦然的坦然芯片等等。英飞凌拥有普及的产品组相符来助力汽车电气化的发展。 吾们正在设计下一代特意针对碳化硅的预驱动芯片,英飞凌的车用32位AURIXTM微限制器能和功率半导体一首挑供体系级达到ASIL-D功能坦然的解决方案。

技术创新离不开产业的协调。英飞凌行为芯片供答商,期待能和产业界的同仁一首周详相符作,共同助力汽车电动化的美益明天。

谢谢行家!

敬请关注【盖世直播】中国电动汽车百人会论坛(2020)

https://m.gasgoo.com/news/topic/223

挑示:本文根据发言清理,未经行家审核,请勿转载。

Powered by 新余呕泥环境工程有限公司 @2018 RSS地图 html地图

Copyright 站群系统 © 2013-2023 版权所有