用于电动汽车的宽带隙半导体

我们与 ROHM Semiconductor 的电源系统总监 Aly Mashaly 就这个不断增长的市场进行了交谈。

使用电力驱动的车辆而不是化石燃料可以减少 CO 2的产生，有助于保持城市的空气更健康、更清洁。环境优势与经济优势相结合：与“传统”汽车相比，电动汽车（EV）降低了管理和维护成本，并且还可以获得充电站购买和安装成本的税收减免. 电动汽车存在长距离耗尽电池电量的问题，在这种情况下无法使用电池充电器。

因此，长途旅行必须精心规划，以保证充电站的可用性，并且必须将充电时间纳入日常行程。智能网络和电池无法与车载电子设备分离，车载电子设备不仅限于管理充电和与电网连接，还监督涉及累积能量使用的所有功能。该应用领域的特点是问题非常复杂。我们请罗姆半导体的电源系统总监 Aly Mashaly 带领我们进入这个市场。

问：ROHM 作为 Venturi Formula E 团队的官方技术合作伙伴，为主逆变器提供 SiC 器件。公式 E 中需要考虑哪些技术方面？
答：作为过去三年（从 2016 年第 3 赛季开始）Venturi Formula E Team 的官方技术合作伙伴，ROHM 一直为电动汽车的顶级赛车级别 Formula E 提供 SiC 功率器件。对于传统上使用硅 IGBT 的逆变器，ROHM 为第 3 季提供了 SiC 肖特基势垒二极管，然后在第 4 季和第 5 季提供了完整的 SiC 功率模块，这有助于提高逆变器效率，同时减小尺寸和重量。事实证明，这种合作伙伴关系成功地展示了 SiC 功率器件的优势，文丘里电动方程式车队在香港（2019 年 3 月）的比赛中获胜，并在墨西哥城和摩纳哥的比赛中均获得第三名。在第 5 赛季（2019 年 7 月）结束时，与文丘里电动方程式车队的三年合作协议按原计划到期。作为功率转换的基石，SiC 在各种市场中的应用正在加速，包括汽车和工业领域。作为 SiC 技术的先驱和 2010 年第一家量产 SiC MOSFET 的供应商，ROHM 在开发尖端技术方面继续引领行业。ROHM 的 SiC 产品已经在世界各地的各种市场中得到采用。ROHM希望通过提供世界上最先进的碳化硅功率器件，重返世界顶级电动汽车赛车系列Formula E。ROHM 在开发尖端技术方面继续引领行业。ROHM 的 SiC 产品已经在世界各地的各种市场中得到采用。ROHM希望通过提供世界上最先进的碳化硅功率器件，重返世界顶级电动汽车赛车系列Formula E。ROHM 在开发尖端技术方面继续引领行业。ROHM 的 SiC 产品已经在世界各地的各种市场中得到采用。ROHM希望通过提供世界上最先进的碳化硅功率器件，重返世界顶级电动汽车赛车系列Formula E。

图 1：ROHM Semiconductor 的 AC/DC 转换器

问：电动汽车正在推动汽车运输发生重大变化，在各种技术方面面临许多挑战。ROHM在这个市场有多少参与？您认为影响这个市场的未来挑战是什么，以及您计划如何发展您的产品套件以应对这些挑战？
答：电气化是应对全球环境挑战以减少污染和应对气候变化的重要趋势。近年来，电子元件需要结合更高的效率和更小的尺寸。小型化是迈向未来移动性的重要里程碑。ROHM多年来一直在不断地为汽车市场提供各种产品。基于我们的公司使命“质量第一”，我们展示了在质量、可靠性和稳定的长期供应方面的优势。所有这些优势对我们的汽车客户来说都非常重要。对于 EV 中的主逆变器、DC/DC 转换器、车载充电器和电子压缩机，ROHM 还提供广泛的产品组合。

问：您认为在 SiC 和 GaN 材料方面影响电源设计的未来挑战是什么？
A：在过去的几年里，我们在宽带隙技术上赢得了客户的信任。今天，市场对 SiC 技术的接受度很高；因此，需求急剧扩大。今天，科学界的讨论不再是关于使用 SiC 是否有意义，而是更多关于如何实现特定应用的封装。我们非常了解我们作为 SiC 器件技术领导者的角色。因此，我们正在努力扩大产能，提高SiC靶向的良率以降低成本。另一方面，我们正与知名功率模块制造商密切合作以实现封装，这将强调 SiC 技术在功率应用中的优势。

图 2：汽车级 N 沟道 SiC 功率 MOSFET (SCT3160KLHR)

SiC具有许多硅所没有的优良特性。我们相信，利用 SiC 的独特特性，可以创造出硅半导体无法实现的应用。ROHM将继续提高晶圆质量，改善SiC功率器件的器件结构，以期在未来进一步提升器件性能。例如，我们计划开发通过降低导通电阻和高电压产品来实现双倍性能的产品，以寻求 SiC 功率器件的更多可能性。但是，ROHM 不仅提供 SiC 功率器件。作为一家综合性半导体制造商，我们还提供电源解决方案，拥有广泛的产品阵容，例如针对功率器件和分流电阻器等无源元件进行了优化的驱动 IC 和栅极驱动器。此外，我们在欧洲子公司德国建立了电源实验室，并拥有完整的支持系统来评估客户的大功率应用。

在 GaN 产品方面，我们与 GaN Systems 建立了战略合作伙伴关系。Gan Systems在功率GaN晶体管方面的行业领先能力以及ROHM在半导体领域的全面足迹以及在电子元件设计和制造方面的大量资源可以在此次合作中得到充分利用。两家公司已同意在 GaN Systems 的 GaNPX 封装和 ROHM 的传统功率半导体封装中使用 GaN 半导体管芯共同开发形状、适配和功能兼容的产品（图 1 和 2）。

审核编辑 黄昊宇