三月底,在祖國大陸的大部分地方還是乍暖還寒的時候,海南已經稍顯悶熱了,但這并不能阻擋賽車愛好者齊聚三亞。因為2018-2019賽季ABB國際汽車聯電動方程式錦標賽將會在這里隆重上演。但與傳統的F1比賽不一樣,這里的跑道少了汽車的轟鳴聲,因為參與這系列比賽的都是電動車。
據大賽官方資料介紹,ABB國際汽聯電動方程式錦標賽是國際汽聯旗下首個也是唯一一個全電動單座賽車錦標賽,它不僅是一項極具突破性的國際頂級競技體育項目,同時又肩負引領未來移動出行的發展方向,有效地提升民眾對電動汽車的關注與熱情的重任。
而回歸到比賽本身,這些車隊為了提升電動車的續航和電機的效率,嘗試了各種方式,但文圖瑞車隊的工程師們在半導體廠商-羅姆的支持下,找到了開啟電動車神奇盒子的鑰匙——碳化硅(SiC)。
該車隊的CTO在接受半導體行業觀察等媒體采訪的時候提到,他們在其賽車上采用了羅姆的SiC之后,就將逆變器的尺寸變小了。因為賽事對賽車和車手的總重量有限制,這個改變就讓他們有更多的空間去做其他設計,進一步提升賽車的競爭力。
他進一步指出,因為SiC器件本身的效率的提升,可以有更高的切換開關頻率,所以既能優化逆變器本身的效率,也可以優化電機的效率。,這樣就讓他們在比賽中更有優勢。
再者,因為這些比賽在全球各地多地舉辦,當中會涉及一些極高溫和低溫環境,但是使用了羅姆SiC器件的電動車同樣能夠在這些場景正常工作。
從他的介紹中,我們可以看到他對SiC技術的高度認可,但這些改變背后,是包括羅姆半導體工程師在內的眾多工程師努力的成果。
作為硅材料的接班人,寬禁帶半導體材料碳化硅不但擁有擊穿電場強度高、熱穩定性好等優勢,還具有載流子飽和、漂移速度高和熱導率高等特點,這就讓它用來制造各種耐高溫的高頻、高效大功率器件,并被應用到包括逆變器和電動車等多種場景中。這種巨大的市場潛力就吸引了眾多廠商投身其中,羅姆半導體則是當中一個走在比較前的廠商。
據半導體行業觀察了解,羅姆早在2000年就開始了相關的研發,公司也打造了涵蓋SiC器件、晶圓及鑄件生產制造各個環節的內部垂直整合型生產體制,并在2010率先研發成功了SiC MOSFET。據透露,現在全球也已經有超過20個汽車客戶使用了羅姆的SiC產品,他們也推出了包括SiC SBD、SiC MOSFET和全SiC模組在內,覆蓋650到1700V的多系列多款SiC產品,多年的研究投入更是讓他們成長為全球領先的SiC器件供應商。SiC市場也在羅姆半導體等廠商的推動下,進入了大爆發的前夜。
根據國際知名分析機構Yole預測,在電動汽車等應用的驅動下,SiC功率半導體市場規模到2023年將增長至14億美元,在2017~2023年期間的復合年增長率(CAGR)更是達到29%。但羅姆方面則表示,因為各大晶圓廠在設備投資上面的判斷相對保守,這就形成了難以獲取SiC晶圓,格也始終居高不下的狀況。為了改變這個現狀,就必須突破現有的技術瓶頸,以短時間內形成高品質的薄膜。
為了迎接SiC時代的來臨,羅姆除了基于其引以為傲的一條龍生產體制,致力于晶圓的大口徑化以及使用最新設備帶來生產效率的提高,降低成本外。在先于全球導入六英寸的碳化硅產線之后,羅姆甚至計劃提前導入八英寸SiC產線,進一步降低SiC的價格。同時,他們還計劃在2025年之前,在SiC領域投資600億日元,將其SiC的產量較之2017年提升16倍,以滿足多樣化的SiC需求。
在羅姆SiC的支持下,文圖瑞車隊車手愛德華多·莫塔拉在今年三月于香港舉辦的第五賽季的Formula E(國際汽聯電動方程式比賽)第五賽段中榮登冠軍寶座。除了羅姆外,其他歐美中各大廠商也都在努力,我們似乎已經看到了一個SiC時代的到來。
*文章內容系作者個人觀點,不代表半導體行業觀察對觀點贊同或支持。
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