来源:bob竞猜 发布时间:2025-02-07 04:23:28
同时全世界内还有诸多前沿研究成果涌现,随着GAN芯片的产能充沛和价格下降,在汽车应用层面有望重塑汽车Si、SiC和GAN格局,加速 “GaN 上车” 进程,为汽车电动化、智能化带来新的效能与成本突破。
氮化镓(GaN)作为一种宽禁带半导体,具备优异的电气特性,使其在高频、高功率、高效率应用中成为硅(Si)和碳化硅(SiC)的替代品。
◎高频率和高效率:GaN具有更高的电子迁移率和更大的带隙,允许器件在更高的频率和电压下工作。这使得GaN器件可以在一定程度上完成更高的功率转换效率和更快的开关速度,在高频应用中具有更低的损耗。
◎小型化和高功率密度:由于GaN器件的导通电阻和开关损耗较低,它们能够在更小的空间内提供更高的功率密度。这一特性使得GaN很适合需要紧凑设计的汽车电子系统,尤其是在电动汽车中,可以有明显效果地减小系统的体积和重量。
◎耐高温和高电压:GaN能够在高温和高电压环境下稳定工作,这对于电动汽车等复杂系统中的功率电子设备特别的重要,GaN的高温稳定性和耐高电压特性使其成为理想选择。
◎于车载充电器(OBC)而言,GaN 技术简化了冷却系统模块设计,能削减充电时长与能量损失,助力双向 OBC 功能实现,优化功率转换配置;
◎在逆变器板块,替换硅器件后,逆变器变得更加高效轻便,不仅延长车辆续航能力,还减轻电池负载 ,这对提升电动汽车动力系统性能、优化能耗表现意义重大。
◎在汽车低压辅助电子科技类产品里,GaN 也依靠效率优势占据了可观的市场份额。
随着台积电与罗姆的战略合作不断深化,GaN技术在汽车领域的应用正在迎来加速发展。
◎2023年,罗姆采用了台积电的650V GaN HEMT工艺,推出了EcoGaN系列新产品,大多数都用在消费电子和工业设施领域,双方的合作已进一步扩展到电动汽车等高要求应用领域,预计到2026年,GaN功率器件将实现量产。
◎其他相关企业如VisIC、AVL等也在开展氮化镓逆变器的研发合作,展示了GaN在电动汽车应用中的潜力。特别是VisIC与AVL合作的氮化镓逆变器,不仅在效率和功率密度方面超过了SiC逆变器,还能够降低系统级成本和能量损耗,推动GaN技术在电动汽车中的应用普及。
◎台积电作为全球领先的半导体代工厂商,凭借其在氮化镓制程技术上的优势,正积极扩展GaN技术在汽车领域的应用,提升自身在电动汽车功率半导体市场的竞争力,台积电将逐步推动GaN功率器件在电动汽车及其他汽车应用中的广泛应用。
台积电身为晶圆代工龙头,技术与产能优势显著,在汽车半导体领域的合作布局影响深远。
随着汽车智能化、电动化程度加深,对芯片算力、功耗、集成度要求攀升,台积电与各类芯片企业的合作将更为紧密且多元。
◎一方面,会和 IDM 企业深化合作,像与罗姆这类有器件设计专长的厂商,持续打磨 GaN 功率器件性能,从材料、工艺到封装测试全链路优化,快速响应车企定制化需求,加速新车型搭载先进功率器件的节奏,
◎和无晶圆厂芯片设计企业携手,针对汽车无人驾驶、智能座舱芯片,利用自身先进制程,提升芯片算力与功能集成度,例如高算力 AI 芯片用于无人驾驶感知与决策,让汽车能处理海量传感器数据,实现更安全可靠的智能驾驶。
预计在未来几年,氮化镓和碳化硅器件将成为电动汽车功率电子系统的核心技术。
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