2020年碳化矽功率器件在電動車領域應用情況及前景分析

2021-01-14 東方財富網

近年來,碳化矽晶片作為襯底材料的應用逐步成熟並進入產業化階段,以碳化矽晶片為襯底,通常使用化學氣相沉積(CVD)方法,在晶片上澱積一層單晶形成外延片。其中,在導電型碳化矽襯底上生長碳化矽外延層製得碳化矽外延片,可進一步製成功率器件,應用於新能源汽車、光伏發電、軌道交通、智能電網、航空航天等領域;在半絕緣型碳化矽襯底上生長氮化鎵外延層製得碳化矽基氮化鎵(GaN-on-SiC)外延片,可進一步製成微波射頻器件,應用於5G通訊、雷達等領域。

以碳化矽為代表的第三代半導體材料在禁帶寬度、擊穿電場強度、飽和電子漂移速率、熱導率以及抗輻射等關鍵參數方面具有顯著優勢,進一步滿足了現代工業對高功率、高電壓、高頻率的需求。以碳化矽為襯底製成的功率器件相比矽基功率器件具有優越的電氣性能,具體如下:

資料來源:中商產業研究院整理

正是由於碳化矽器件具備的上述優越性能,可以滿足電力電子技術對高溫、高功率、高壓、高頻及抗輻射等惡劣工作條件的新要求,從而成為半導體材料領域最具前景的材料之一。

碳化矽功率器件定位於1KW-500KW之間,工作頻率在10KHz-100MHz之間的場景,特別適用於對於能量效率和空間尺寸要求較高的應用,如電動汽車充電機、充電樁、光伏逆變器、高鐵、智能電網、工業級電源等領域,可逐漸取代矽基MOSFET和IGBT。

資料來源:國泰君安、中商產業研究院整理

據統計,2019年全球主流傳統車企的新能源汽車滲透率平均已接近2%,相比2017年提升1個百分點。為了達到各整車企業新能源汽車戰略,即2025年新能源汽車平均滲透率達到10%-15%左右,

數據顯示,全球新能源乘用車銷量由2015年的41.9萬輛增長至2018年的184.1萬輛,年均複合增長率為64%。全球新能源汽車滲透率達到2.1%,累計銷量已突破550萬輛。根據數據,2019年全球新能源乘用車銷量為221萬輛,滲透率上升至2.5%。隨著全球各國政策驅動、行業技術進步、配套設施改善以及市場認可度提高,新能源汽車銷量將持續保持良好的發展態勢。預計到2025年,全球新能源乘用車銷量將達到1150萬輛,相較於2019年年均複合增長率為32%。

數據來源:GGII、EVSales、中商產業研究院整理

(文章來源:中商產業研究院)

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