尽管全球许多政府都在积极推广电动汽车技术，但消费者对此并未普遍热情高涨。限制电动汽车被公众接受的两大主要因素是续航里程和成本。
在电动汽车设计中，提升续航里程最有效的方式是提高电池电压。目前，多数电动汽车电池输出电压不超过400伏。将电压提升至800伏后，在相同电流下可输出更大马力，同时在给定功率水平下还能提高系统效率。
降低电动汽车成本的关键手段是提升电力电子设备的效率——尤其是功率密度（功率效率与整体体积之比）。 电力电子设备的功能是将电池提供的高压直流电转换为车辆所需的多种形式电力。这包括驱动车轮的牵引电机所需的三相交流电，以及车载充电器和其他系统所需的各种直流/直流转换。
Designers SiC silicon carbide on the problem
是什么限制了更高电池电压的应用，并阻碍了系统功率密度的进一步提升？问题的很大一部分在于，大多数电力电子设备都采用硅半导体功率开关。硅——这种材料被用于我们如今几乎所有电子集成电路 高压和高温环境下表现不佳。而这恰恰是电动汽车电力电子设备所处的工况。
幸运的是，针对此类应用，存在一种可替代硅的半导体材料——碳化硅（SiC）。其独特的电子特性使其特别适用于电动汽车电力电子设备中常见的高电压、高温和高功率工况。下表总结了碳化硅在电动汽车电力电子设备中的主要特性与优势。
财产 |
描述 |
益处 |
 高温运行 |
与传统的硅基开关相比，碳化硅（SiC）功率器件的工作温度更高，允许结温也更大。此外，碳化硅的导热率 远导热率 硅。 |
这消除了对冷却组件和笨重的散热材料的需求。从而缩小了车辆尺寸，减轻了重量，并降低了成本。 |
 高电流承载能力 |
碳化硅功率器件的电流密度可达硅功率元件的五倍。 |
这使得芯片内部能够实现更高的功率密度，同时减少系统所需的总元件数量。由此可降低牵引逆变器的体积、成本及复杂度。 |
 高频开关频率 |
基于碳化硅的功率器件在高温、高电压和高功率工作条件下，其开关速度远快于硅基电路。 |
更快的开关速度可缩减牵引逆变器中无源组件 （如电容器和电感器）的体积并降低其成本。 |
 高压容量 |
碳化硅开关器件能够承受的电压可达硅基器件的十倍。
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这最大限度地减少了高压系统所需的串联开关数量，从而降低了系统成本和体积。同时，该技术还支持电动汽车行业向800伏系统转型，以延长车辆续航里程并缩短充电时间。 |
Meeting the global demand for SiC
汽车制造商早已深知碳化硅功率开关的优势。当然，微电子制造商正致力于扩大生产能力，以满足这一不断增长的需求。
然而，要生产出符合电动汽车行业未来产量和成本目标的高品质碳化硅器件并非易事。事实上，经过数十年的科研 全球范围内仍只有少数几家供应商掌握了生产高品质、大尺寸且无缺陷的碳化硅晶圆的技术。
此外，汽车制造商理想情况下希望从一家垂直整合的供应商处采购碳化硅（SiC）功率器件。也就是说，一家从晶圆材料生长到成品封装器件制造全流程公司 。 对于汽车制造商或一级供应商而言，若元器件制造商能够自主掌控基板材料和外延工艺，便能让他们确信产品供应可靠且质量稳定。此外，一旦出现问题，这也能避免供应链中各供应商之间相互推诿。
高意 全球少数几家拥有完整、垂直整合的碳化硅（SiC）制造能力的公司之一。 我们生产碳化硅（SiC）晶圆及 外延片，并延伸至功率器件和模块的制造。此外，凭借我们生产SiC材料时无可比拟的品质高意 唯一一家能够成功实现从当前150毫米标准晶圆直径向200毫米过渡的供应商。大尺寸晶圆的优势在于能够显著降低器件成本。
要让消费者接受电动汽车，必须确保其能提供与传统燃油车同等水平的便利性和经济性。这需要降低购车成本和运营成本，同时延长续航里程并缩短充电时间。基于碳化硅（SiC）独特性能的汽车电力电子器件，将在实现上述每一项目标的过程中发挥重要作用。高意 碳化硅器件成本高意 努力，使我们在这项技术的发展道路上稳步迈向成功。
