近些年来,新能源汽车逐渐打破人们对它的成见,用其出色的加速性能、静谧连贯的乘驾体验、越来越高的续航里程向消费者证明,新能源汽车才是未来交通出行的趋势。这其中尤其重要的一环来自纯电续航里程的突破。续航里程的提升,一方面靠的是电池容量、电池能量密度等的提升,另一方面是对电路系统中损耗大的器件的优化。
2007年,比亚迪提出其首个IGBT专利申请。2015年,比亚迪IGBT制程工艺攻克了非穿通型(NPT)技术工艺,
2018年推出车规级IGBT4.0技术,该技术在非穿通型基础上,增加了复合场终止层,并进一步减薄了芯片厚度。在
2018年9月公开的一份专利中,比亚迪提出了深沟槽栅的技术方案;
2019年3月、4月公开的两份专利中,提出了场终止层(电场截止)的技术方案。
2020年5月,比亚迪长沙IGBT工厂动工。该工厂投产后可满足年装车50万辆新能源汽车的产能需求,解决新能源汽车电子核心功率器件供应链稳定性和成本问题。比亚迪在IGBT领域技术虽不是最先进的,但专利布局比较完善,且规模效益显现,投产后可用于比亚迪新能源汽车,也可外销。目前,比亚迪也已研发出SiC MOSFET。
预计到2023年,比亚迪将采用SiC半导体全面替代IGBT半导体,这样的话,整车续航性能在现有基础上可以再提升10%。以汉EV为例,现在的纯电续航为605km,采用SiC半导体续航可达665km左右,超过了一般的燃油车续航。此外,由于SiC体积远小于IGBT,车内乘坐空间和行李空间会增大不少。
单模块采用半桥拓扑结构,内部集成两单元 1200V/200A 碳化硅 MOSFET 和碳化硅续流二极管。单模块 200A 的输出电流能力可有效减少逆变器中功率器件数量,降低系统设计难度,提升系统可靠性。基本半导体碳化硅 MOSFET 设计生产工艺在栅极电输入电容、内部寄生电感、热阻等多项参数上达到业内领先水平。
深圳基本半导体有限公司自2017年开始每年都有专利申请,截止2020年11月公开专利31项,一定程度上反映出公司的持续研发能力。
功率半导体国产化替代进程越来越快并且产品力越来越强。消费者很快能享受到新能源汽车续航里程的提升。除了电动汽车,SiC的研发成果还将渗透到轨道交通、电梯、家用电器、电网,从方方面面改善人们生活。前瞻型企业已经加快了SiC基础专利和外围专利的布局。