在去年十二月，電裝宣布，作為其實現(xiàn)低碳社會努力的一部分，其配備了高質量的碳化硅 (SiC) 功率半導體的最新型號升壓功率模塊已開始量產(chǎn)，并被用于于2020 年 12 月 9 日上市的豐田新 Mirai 車型上。

 

在介紹中，DENSO表示，公司開發(fā)了 REVOSIC 技術，旨在將 SiC 功率半導體（二極管和晶體管）應用于車載應用。他們指出，碳化硅是一種與傳統(tǒng)硅（Si）相比在高溫、高頻和高壓環(huán)境中具有優(yōu)越性能的半導體材料。因此，在關鍵器件中使用 SiC 以顯著降低系統(tǒng)的功率損耗、尺寸和重量并加速電氣化引起了廣泛關注。

 

2014 年，DENSO 推出了一款用于非汽車應用的 SiC 晶體管，并將其商業(yè)化用于音頻產(chǎn)品。DENSO 繼續(xù)對車載應用進行研究，2018 年，豐田在其 Sora 燃料電池巴士中使用了車載 SiC 二極管。

 

現(xiàn)在，DENSO 開發(fā)了一種新的車載 SiC 晶體管，這標志著 DENSO 首次將 SiC 用于車載二極管和晶體管。新開發(fā)的SiC 晶體管在車載環(huán)境中提供高可靠性和高性能，這對半導體提出了挑戰(zhàn)，這要歸功于 DENSO 獨特的結構和加工技術，應用了溝槽柵極 MOSFET。搭載SiC功率半導體（二極管、晶體管）的新型升壓功率模塊與搭載Si功率半導體的以往產(chǎn)品相比，體積縮小約30%，功率損耗降低約70%，有助于實現(xiàn)小型化。升壓電源模塊，提高車輛燃油效率。

 

DENSO 表示，公司將繼續(xù)致力于 REVOSIC 技術的研發(fā)，將技術應用擴展到電動汽車，包括混合動力汽車和純電動汽車，從而助力建設低碳社會。

 

近日，DENSO 在一篇新聞稿中指出，功率半導體就像人體的肌肉。它根據(jù)來自 ECU（大腦）的命令移動諸如逆變器和電機（四肢）之類的組件。車載產(chǎn)品中使用的典型功率半導體由硅 (Si) 制成。相比之下，碳化硅在高溫、高頻和高壓環(huán)境中具有卓越的性能，有助于顯著降低逆變器的功率損耗、尺寸和重量。因此，SiC 器件因其加速車輛電氣化而受到關注。

 

電裝指出，與采用硅功率半導體的傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，采用公司碳化硅功率半導體的升壓功率模塊體積縮小了約 30%，功率損耗降低了 70%。這就可以讓產(chǎn)品變得更小，車輛燃油效率得到提高。

 

電裝工程師也表示，與硅相比，碳化硅的電阻低，因此電流更容易流動。由于這種特性，一個原型 SiC 器件被突然的大電流浪涌損壞。為此電裝的多部門合作討論如何在充分利用 SiC 的低損耗性能的同時防止損壞市場上的設備，并以一個我們部門無法單獨提出的想法解決了這個問題：使用特殊的驅動器 IC 高速切斷電流。

 

 

據(jù)日經(jīng)報道，日美企業(yè)壟斷了新一代半導體材料碳化硅（SiC）相關專利的前5位。從事專利分析的日本Patent Result公司的統(tǒng)計顯示，涉足碳化硅半導體基板的美國科銳（Cree)排在首位，第2～5位是羅姆和住友電氣工業(yè)等日本企業(yè)。

 

 

根據(jù)截至7月29日發(fā)布的美國專利數(shù)據(jù)，通過數(shù)量和關注度計算了分數(shù)。碳化硅被用作替代現(xiàn)有的硅半導體基板材料，有助于提高功率半導體的性能和節(jié)能化。在純電動汽車（EV）和光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器等領域，碳化硅的應用范圍不斷擴大。在脫碳化社會之下，需求有望擴大。

 

Patent Result的分析顯示，排在首位的美國科銳在碳化硅基板和結晶化的專利方面具有優(yōu)勢。第2位的羅姆和第5位的電裝在降低電力損耗方面有優(yōu)勢，第3的住友電工強于碳化硅的結晶結構，第4的三菱電機在半導體器件結構方面有優(yōu)勢。

 

 

在2019年，豐田與電裝聯(lián)合宣布將成立一個新的合資企業(yè)。新公司主要研發(fā)下一代車載半導體技術。他們將目光投向了能夠挑戰(zhàn)SiC（碳化硅）和GaN（氮化鎵）的功率半導體氧化鎵、金剛石。

 

通過對產(chǎn)品基本結構和加工工藝的深入研究，新合資公司將致力于面向用于電動車輛的功率模塊、或是用于自動駕駛車輛的外圍監(jiān)控傳感器等電子元件的先進前瞻技術開發(fā)。

 

作為全球鮮少能夠自產(chǎn)IGBT的整車廠，豐田與富士電機、三菱電機、電裝深入合作。電裝，入股英飛凌，與京都大學創(chuàng)辦的一家科技初創(chuàng)公司FLOSFIA合作，加強車載半導體產(chǎn)品的開發(fā)和應用。他們都在投資和開發(fā)新一代功率半導體器件，減少和降低用于電動汽車的功率模塊的成本、尺寸。