Aplicación de carburo de silicio SiC en semiconductores de potencia
En el lanzamiento del producto técnico en los últimos dos años, el «carburo de silicio SiC» se ha convertido en un producto estrella frecuentemente mencionado de todos los proveedores de componentes multinacionales y OEM, incluidos Magna, BorgWarner, Mahle, Continental, etc. Afirmaron que usaron carburo de silicio.
Por ejemplo, el EQXX lanzado por Mercedes-Benz a principios de este año declaró: «Está equipado con un motor de eje trasero con una potencia máxima de 150kW y se aplica un módulo de potencia de carburo de silicio para reducir aún más las pérdidas».
Es concebible que, en el futuro, los automóviles se electrifiquen, por lo que la demanda de dispositivos de energía de carburo de silicio SiC es enorme. Según un pronóstico publicado por Yole, una empresa de consultoría e investigación de mercado, desde ahora hasta 2025, la tasa de crecimiento anual del mercado de carburo de silicio alcanzará el 30 % y el tamaño del mercado superará los 2500 millones de dólares estadounidenses.
Cuando la escala alcance los 1500 millones de dólares, los automóviles equipados con dispositivos de carburo de silicio dominarán el mercado.
La producción en masa de semiconductores de potencia SiC, carburo de silicio e IGBT se concentra en unas pocas empresas, como Infineon Infineon en Alemania, NXP NXP, STMicroelectronics STM, ON Semiconductor ONsemi, etc. Infineon tiene ventajas obvias.
En la actualidad, el fabricante nacional que puede lograr la investigación y el desarrollo independientes para la producción en masa es BYD. Sus productos de semiconductores BYD incluyen IGBT convencionales y productos de gama alta como MOFEST de carburo de silicio SiC, etc., que cubren una gama muy completa.
El módulo de potencia automotriz SiC de BYD Semiconductor es muy compacto, solo tiene el tamaño de la palma de la mano y tiene una potencia de salida de 250 KW. Los semiconductores de potencia de SiC de producción propia también han permitido que los vehículos eléctricos BYD mejoren significativamente la eficiencia del accionamiento del motor y reduzcan el volumen del controlador de accionamiento del motor en más del 60 %.
Precisamente por la importancia del carburo de silicio SiC, Bosch, que ocupa el primer lugar en autopartes, anunció hace dos años que seguirá impulsando la investigación y el desarrollo de chips de carburo de silicio y logrará la producción en masa.
La producción en masa de Bosch no consiste solo en módulos empaquetados en SiC, sino también en la producción en masa de los chips y obleas más básicos.
En 2021, Bosch construyó una sala limpia adicional de 1000 metros cuadrados en la fábrica de obleas de Reutlingen, y se construirá una nueva sala limpia de 3000 metros cuadrados para fines de 2023. Actualmente usa obleas de 150 mm y pronto planea usar Obleas de 200 mm, una sola oblea puede tardar meses en completar cientos de pasos de proceso en innumerables máquinas.
Bosch continuará expandiendo la capacidad de producción de semiconductores de potencia de carburo de silicio y planea aumentar la producción al nivel de cientos de millones. Al mismo tiempo, ha comenzado a desarrollar chips de carburo de silicio de segunda generación con mayor densidad de potencia, que se espera que entren en producción en masa en 2022.
En el futuro, para hacer realidad el sueño de «adelantamiento en curva» de nuestro vehículo eléctrico, debemos hacer avances en tecnologías clave. Para los vehículos eléctricos, los chips de potencia de carburo de silicio SiC son la tecnología que más necesitamos para avanzar.
