發(fā)展新能源汽車正在被世界各國(guó)確立為保障能源安全和轉(zhuǎn)型低碳經(jīng)濟(jì)的重要途徑,據(jù)推測(cè),到2020年全世界新能源汽車產(chǎn)銷量將達(dá)到約2000萬(wàn)輛,我國(guó)也規(guī)劃了到2020年實(shí)現(xiàn)銷量將達(dá)到500萬(wàn)輛的目標(biāo)。但現(xiàn)階段昂貴的價(jià)格是新能源汽車普及和推廣的最大難題。目前各國(guó)普遍采用的方法是實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵部件的輕量化、提高功率密度,來(lái)進(jìn)一步延長(zhǎng)續(xù)航距離和降低整車成本。
據(jù)相關(guān)公司評(píng)估,在影響電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(jìn)一步提高功率密度成為世界各研發(fā)機(jī)構(gòu)降低電機(jī)驅(qū)動(dòng)成本的研發(fā)重點(diǎn)。近年來(lái),以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體材料的出現(xiàn),為新能源汽車器件性能的進(jìn)一步大幅度提高提供了可能?;谔蓟杓夹g(shù)的功率開關(guān)管和功率二極管,更適合高頻、高壓和高溫的工作環(huán)境、車載充電器和充電樁使用碳化硅器件后將充分發(fā)揮高頻、高溫和高壓三方面的優(yōu)勢(shì),可實(shí)現(xiàn)充電系統(tǒng)高效化、小型化和高可靠性。美國(guó)能源部在2012年度研究報(bào)告中明確指出,利用碳化硅器件是實(shí)現(xiàn)2020年車用電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成本降低一半的關(guān)鍵要素,在其部署的新能源車開發(fā)項(xiàng)目中60%的項(xiàng)目與碳化硅器件應(yīng)用相關(guān)。以美國(guó)科瑞公司(CREE)和日本羅姆公司(Rohm)為首的各國(guó)器件制造廠商現(xiàn)已開發(fā)出多種適合新能源汽車的碳化硅開關(guān)芯片與二極管芯片,部分芯片已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
經(jīng)過近20年的行業(yè)發(fā)展和政策調(diào)控以及城市污染控制要求,我國(guó)側(cè)重發(fā)展以純電動(dòng)車和全電型插電式混合動(dòng)力為主體的新能源汽車,新能源汽車增長(zhǎng)速度已成為全球第一,車用電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)步明顯。國(guó)內(nèi)多個(gè)企業(yè)已經(jīng)形成了功率系列、規(guī)格齊全、適用于各類新能源汽車的電機(jī)控制系統(tǒng)產(chǎn)品,且具有較高的性價(jià)比和一定的可靠性,在乘用車和商用車領(lǐng)域都得到充分驗(yàn)證,部分指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際水平。為搶占下一代新能源汽車用電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)制高點(diǎn),科技部、發(fā)改委、工信部等多個(gè)部門攜手,大力推進(jìn)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(gè)層面給予了有力的支持。國(guó)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(guó)正在掌握第三代半導(dǎo)體電力電子的關(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(jìn)。
新能源汽車屬于一個(gè)新的行業(yè),是機(jī)遇也面臨挑戰(zhàn),新能源汽車用第三代半導(dǎo)體器件產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還存在以下障礙:1、電力電子集成度與國(guó)外產(chǎn)品相比較差距較大。2、可靠性、耐久性、環(huán)境適應(yīng)性的設(shè)計(jì)與認(rèn)證水平仍有較大差距。從車輛應(yīng)用環(huán)境出發(fā),對(duì)電機(jī)控制器系統(tǒng)的可靠性、耐久性與環(huán)境條適應(yīng)性研究和試驗(yàn)驗(yàn)證,預(yù)測(cè)和評(píng)估方法等方面仍需要深入研究,加大試驗(yàn)驗(yàn)證力度。3、批量生產(chǎn)工藝水平、專用生產(chǎn)設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)線水平與產(chǎn)品的一致性需要加強(qiáng)。4、產(chǎn)品規(guī)范與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)仍存在差距。按照汽車工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和汽車應(yīng)用需求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化、檢驗(yàn)規(guī)范和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的水平和能力仍然存在差距,國(guó)內(nèi)其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)還處于空白狀態(tài),也無(wú)法實(shí)現(xiàn)器件產(chǎn)品的互換性,產(chǎn)品難以應(yīng)用推廣。5、產(chǎn)業(yè)集聚力度不夠。
聚集產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì),建立利益互動(dòng)機(jī)制,充分利用已有成果,發(fā)揮市場(chǎng)效應(yīng),重點(diǎn)發(fā)展具有中國(guó)特色又有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力合適的產(chǎn)品勢(shì)在必行。為了更好的研討新能源汽車用第三代半導(dǎo)體器件技術(shù)的現(xiàn)狀、問題以及檢測(cè)、標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)的路徑,聯(lián)盟擬于2018年6月30日在張家港舉行新能源汽車用第三代半導(dǎo)體器件檢測(cè)及標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì),討論如何建立適應(yīng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的檢測(cè)、標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)。此次會(huì)議是繼6月8日在北京召開的“第三代半導(dǎo)體支撐新能源汽車創(chuàng)新發(fā)展”研討會(huì)后,在各方領(lǐng)導(dǎo)、參與人員的建議下,在新能源汽車領(lǐng)域的進(jìn)一步實(shí)操工作。會(huì)議同期聯(lián)盟將舉辦第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展論壇暨第三屆國(guó)際第三代半導(dǎo)體創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽東部賽區(qū)啟動(dòng)儀式,歡迎相關(guān)單位參與共商。