共研第三代半導(dǎo)體在電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用路徑

 

　　發(fā)展新能源汽車正在被世界各國確立為保障能源安全和轉(zhuǎn)型低碳經(jīng)濟的重要途徑，據(jù)相關(guān)機構(gòu)推測，到2020年全世界新能源汽車產(chǎn)銷量將達到2000萬輛。我國也規(guī)劃了到2020年實現(xiàn)銷量將達到500萬輛的目標。

 

　　但現(xiàn)階段，相同規(guī)格能源車的價格是常規(guī)動力汽車的1.5~2倍，昂貴的價格是消費者難以接受的，這也是新能源汽車普及和推廣的最大難題。目前各國普遍采用的方法是實現(xiàn)關(guān)鍵部件的輕量化、提高功率密度，來進一步延長續(xù)航距離和降低整車成本。

 

　　電池、電機、電機驅(qū)動是新能源汽車的三大核心部件，世界各國都在竭力降低這三大部件的體積和重量。電機驅(qū)動由主回路和控制電路構(gòu)成，而主回路部分的體積和重量約占總體的85%。功率器件是主回路的核心。在影響電機驅(qū)動體積與重量的各部件中，功率器件所占的比重超過65%。因此，圍繞功率器件進一步提高功率密度成為世界各研發(fā)機構(gòu)降低電機驅(qū)動成本的研發(fā)重點。

 

　　近年來，以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體材料的出現(xiàn)，為器件性能的進一步大幅度提高提供了可能。碳化硅材料與常規(guī)的Si材料相比，在關(guān)鍵屬性上有如下優(yōu)勢：（1）擊穿場強為Si的10倍，具有更強的浪涌電壓承受能力和更低的比通態(tài)電阻；（2）熱導(dǎo)率為Si的3倍，具有更高電流密度；（3）禁帶寬度為Si的3倍，具有更高的工作溫度。具體來說，碳化硅所制造的芯片功率損耗小、耐高溫、并能高頻運行，適合應(yīng)用在運輸工具的變頻器中，有望帶來革命性變化。

 

　　為搶占下一代新能源汽車用電機驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)制高點，引領(lǐng)寬禁帶半導(dǎo)體應(yīng)用的新紀元，科技部、發(fā)改委、工信部和原國家自然科學基金委等多個部門攜手，大力推進SiC功率器件和系統(tǒng)研發(fā)，在基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)和具體應(yīng)用等多個層面給予了有力的支持。國內(nèi)高校、企業(yè)和研究所陸續(xù)開展了相關(guān)研究，初步構(gòu)建了SiC“單晶-外延-器件”產(chǎn)業(yè)鏈條。我國正在掌握寬禁帶電力電子的關(guān)鍵技術(shù)，科研工作已從過去的單純跟蹤向領(lǐng)先技術(shù)突破邁進。

 

　　為了更好的對接國家重大需求，促進第三代半導(dǎo)體在新能源汽車中的應(yīng)用，加快產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新及發(fā)展，第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟將于2018年6月8日在北京召開“第三代半導(dǎo)體支撐新能源汽車創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇”，共同探討跨產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新機制，聚智聚力，一起研討第三代半導(dǎo)體在電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用路徑，為新能源汽車在基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵零部件等產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)建立結(jié)構(gòu)完整、自主可控的產(chǎn)業(yè)體系建言獻策。