碳化硅功率器件在充电桩中的应用有哪些

  在半导体材料领域，碳化硅与氮化镓无疑是当前最炙手可热的明星。其中，碳化硅拥有高压、高频和高效率等特性，其耐高频耐高温的性能，是同等硅器件耐压的10倍。因此，碳化硅在光伏逆变器、新能源汽车的电机控制器以及充电桩等应用中，相比于传统硅器件有着很大优势。

  伴随着新能源汽车崛起，应用需求的激剧增多，真正将碳化硅推到风口浪尖上。对于新能源电动汽车而言，目前车用功率模块主要是采用IGBT，据了解，一辆电动汽车中，IGBT占据总成本近10%。但采用碳化硅材料的功率器件在新能源汽车中拥有更好的性能，如目前全世界电动车出货高居第一的特斯拉，旗下model系列车型就在业内率先采用了碳化硅功率器件替代IGBT，因此拥有领先于竞争对手的电气性能，并在电池容量相当的情况下获得相比竞品更长的续航里程。

  但目前来看，碳化硅功率器件在新能源汽车上应用还较少，问题大多在于成本限制。不过，由于使用率高，并且大多数都用在停车场的使用场景，所以对于充电桩而言，小体积、高可靠性便成为了刚性需求。因此，可提供高功率密度、耐高温的碳化硅功率器件，自然成为电动汽车充电桩的最佳选择。

  碳化硅MOSFET是宽禁带高速器件，能轻松实现高压大电流高速开关，从而使得相关应用的实现带来革命性的变化，直流充电桩就是这里面之一，碳化硅也逐步推动了直流充电桩的发展。”

  另一方面，尽管碳化硅成本相比传统硅器件高，但在充电桩的应用中，由于功率密度提高，反而能够降低充电桩的系统成本。充电站是基础设施，其成本构成很复杂，但城市空间成本会是主要方面之一，所以充电桩的功率密度就至关重要，碳化硅器件是实现高功率密度的关键。碳化硅器件作为高压，高速，大电流器件，简化了直流桩充电模块电路结构，提高单元功率等级，功率密度明显提高，这为降低充电桩的系统成本降低铺平了道路。”

  碳化硅固然成本高，但其优势是否能抵消成本上的劣势，则要与使用场景相适配。具体而言，在充电桩应用最广的城市场景中，选址一般选在繁华地段，地租昂贵，因此对体积有很高要求。目前支持快充的电动汽车，充电功率能够达到150kW，近期保时捷推出的电动跑车Taycan更是将快充功率提高到250kW。可想而知，若要组建一个拥有多个快速充电桩的电动汽车充电站，则要达到百万W级别的功率，与一个小区的用电规模相当。

  尽管目前来看，充电桩市场中碳化硅功率器件的渗透率并不算太高，随着下游特斯拉等车企开始大量推进碳化硅解决方案，国内的厂商也将会快速跟进。以比亚迪为代表的整车厂商开始全方位布局，在充电桩以及整车中将会慢慢的多采用碳化硅器件。而根据CASA的预测，由于电动汽车对于充电速度的要求提升，直流充电桩的需求会促进增长，因此碳化硅在充电桩领域的渗透将快于整车市场。

  在面对新基建政策利好，碳化硅在新能源汽车以及充电桩领域拥有巨大市场潜力。对于国内功率器件领域的企业而言，抓住新技术的风向固然重要，但并不等同于快速扩充产能。相比之下，以市场真实需求为导向，深耕细致划分领域，提升产品性能更重要。当企业规模足够时，控制成本下降，才有机会在迅速增加的市场中拥有更大竞争力。

  无锡国晶微半导体技术有限公司是宽禁带第三代半导体碳化硅SiC功率器件、氮化镓GaN光电器件以及常规集成电路研发及产业化的高科技创新型企业，从事碳化硅场效应管，碳化硅肖特基二极管、GaN光电光耦继电器、单片机集成电路等产品芯片设计、生产与销售并提供相关这类的产品整体方案设计配套服务，总部在江苏省无锡市高新技术开发区内，并在杭州、深圳和香港设有研发中心和销售服务支持中心及办事处。

  公司具有国内领先的研发实力，专注于为客户提供高效能、低功耗、低阻值、品质稳定的碳化硅高低功率器件及光电集成电路产品，同时提供一站式的应用解决方案和现场技术上的支持服务，使客户的系统性能优异、灵活可靠，并具有成本竞争力。

  公司的碳化硅功率器件涵盖650V/2A-100A，1200V/2A-90A，1700V/5A-80A等系列，产品已经投入批量生产，产品可完全对标国际大品牌同行的先进品质及水平。先后推出全电流电压等级碳化硅肖特基二极管、通过工业级、车规级可靠性测试的碳化硅MOSFET系列新产品，性能达到国际领先水平，应用于太阳能逆变电源、新能源电动汽车及充电桩、智能电网、高频电焊、轨道交通、工业控制特种电源、国防军工等领域。由于其具有高速开关和低导通电阻的特性，即使在高温条件下也能体现优异的电气特性，大幅度降低开关损耗，使元器件更小型化及轻量化，效能更高效，提高系统整体可靠性，可使电动汽车在续航里程提升10%，整车重量降低5%左右，并实现设计用充电桩的高温环境下安全、稳定运行。

  特别在高低压光耦半导体技术方面更是拥有业内领先的开发团队。在国内创先设计开发了28nm光敏光栅开关PVG芯片技术，并成功量产应用于60V、400V、600V高低压、低内阻、低电容的光电耦合继电器芯片、涵盖1500kVrms SOP超小封装及3750kVrms隔离增强型常规SMD、DIP等不同封装，单路、双路、混合双路、常开常闭等电路产品，另包括200V SOI MOS/LIGBT集成芯片、100V CMOS/LDMOS集成芯片、8bit及32bit单片机等集成电路产品，均获得市场及各重点科研单位、检验测试的机构的新产品认定。

  一、漏电流的产生分类 一般漏电流分为四种,分别为:半导体元件漏电流、电源漏电流、电容漏电流和滤波器漏电流。 1、半导体原件漏电流 PN结在截止时流过的很微小的电流。D-S正向偏置,G-S反向偏置,导电沟道打开后,D到S才会有电流流过。但实际上由于自由电子的存在,自由电子的附着在SIO2和N+、导致D-S有漏电流。 2、电源漏电流 开关电源中为减少干扰,按照国标,必须设有EMI滤波器电路。由于EMI电路的关系,使得在开关电源在接上市电后对地有一个微小的电流,这就是漏电流。如果不接地,计算机的外壳会对地带有110伏电压,用手摸会有麻的感觉,同时对计算机工作也会造成影响。 3、电容漏电流 电容介质不可能绝对不导电,当电容加上直流

  中漏电流保护方法的选择 /

  7月7日，正威沈阳5G半导体科技园项目及国家永磁电机工程技术研究中心正威研究院项目正式签约。 据沈阳网报道，正威沈阳5G半导体科技园项目，主要围绕半导体全产业链建设，包括宽禁带半导体材料及器件生产项目、硅基半导体集成电路制造和产品封测生产项目等。 国家永磁电机工程技术研究中心正威研究院项目，致力于推动高性能稀土永磁电机的研发与产业化应用，将为相关企业推动科学技术创新、增强核心竞争力提供技术支撑。 据了解，2019年，沈阳曾发布《沈阳市加快数字化的经济发展行动计划（2019-2021年）》（以下简称《行动计划》），沈阳市将把握大数据产业链、5G产业、工业互联网、智慧城市新体系4条主线，加快打造东北数字化的经济第一城。 《行动计划》确立目标，

  11月30日，科技部网站显示，韩国成均馆大学电子电气工学系研究团队成功开发了高耐久性柔性突触半导体元件。研究成果刊登在国际学术期刊《科学观察》上。 近年来，物联网技术在便携式智能设备领域应用需求迅速增加，特别是柔性电子在机器人工程及智慧保健医疗领域的应用非常关注。 据悉，研究组在聚酰胺材料的柔性基板上，将数十纳米厚的非晶体氧化物半导体薄膜进行沉积后作为通道，组成非晶体氧化物半导体、离子—凝胶混合结构，研发出可通过电脉冲信号控制的柔性突触半导体元件，该元件在机械、电压力测试后，表现出稳定的静态及动态动作特性。研究团队利用该元件，制作了弹性阻力传感器安装在手上，通过实验验证了可适用于神经元系统。

  半导体材料是半导体产业高质量发展的基础，它融合了当代众多学科的先进成果，在半导体制造技术一直在升级和产业的持续创新发展中扮演着重要角色。半导体技术每前进一步都对材料提出新的要求，而材料技术的每一次发展也都为半导体新结构、新器件的开发提供了新的思路。2019年，国内半导体材料在各方一起努力下，部分中高端领域取得可喜突破，国产化逐步提升。 行业整体影响下，市场规模小幅下滑 受行业整体不景气影响，2019年全球半导体材料市场营收下滑显著，但下降幅度低于整体半导体产业。据中国电子材料行业协会统计，2019年全球半导体材料整体市场营收483.6亿美元（约合人民币3430.7亿元），同比2018年的519.4亿美元下降6.89%。

  市场规模超580亿元 /

  近日，省质检院充分的发挥新获得的充电桩检验测试资质，为省内两家较大规模的充电桩生产企业组织了免费摸底检测。 为响应福建省电动汽车充电设施“十三五”建设规划，全面做好充电桩产品的质量安全检测工作，省质检院加大了软硬件投入，并于2017年底获取交、直充电桩产品全部项目的CNAS认可资质，成为省内唯一具备该资质的实验室。在此次充电桩摸底检测中，省质检院按照去年10月发布的最新国标要求，对充电桩产品的两项关键性能指标——互操作性、通讯协议一致性进行摸底测试，帮企业摸清自身产品的性能并确保各项指标符合国家标准要求。此举解决了企业以往到外省送检产生的检验测试周期长、费用高的难题，获得一致好评。下一步，省质检院还将继续为省内充电桩生

  “2018中国半导体材料及设备产业高质量发展大会”在京召开。本次大会由中国电子信息产业发展研究院主办、邳州市政府协办，旨在通过梳理半导体产业的发展趋势、推介半导体材料及设备产业的创新理念，共同促进半导体产业生态环境的构建，推动我们国家集成电路产业的健康发展。中国电子信息产业发展研究院总工程师乌宝贵、江苏省邳州市委书记陈静出席会议并发表致辞。中国半导体行业协会副理事长于燮康、中科院微电子研究所副总工程师赵超等行业专家与企业嘉宾发表演讲。 乌宝贵表示，半导体设备和材料作为整个产业链的上游环节，对整个行业的发展都起着至关重要的支撑作用。在半导体行业中有一种说法，叫做“一代器件、一代工艺、一代材料与设备”。特别是当整个行业进入纳米时代以

  核心提示 截至2019年底，我们国家新能源汽车保有量已达到381万辆，充电桩总量122万个。 ●国家电网公司在18个省（直辖市）正式开工建设126个充电桩项目，涵盖公共、专用、社区、港口岸电等多种类型充电基础设施 ●截至目前，国家电网累计建成充换电站1.16万座、充电桩9.58万个，构建“十纵十横两环”高速公路快充网络 4月14日，随着国家电网有限公司董事长、党组书记毛伟明宣布2020年全面建设新能源汽车充电设施项目集中联动开工，标志着该公司在18个省（直辖市）正式开工建设126个充电桩项目，服务“六稳”工作，促进新能源汽车产业高质量发展，更好满足人民美好生活需要。 工业与信息化部副部长

  一年前，江苏一家民营充电设备公司推出针对新能源汽车的“星星充电”项目，开创性地采用“众筹建桩”模式，仅用3个月时间就在当地建设了1180个充电桩。一年后，“星星充电桩”已经郑重进入全国11个城市，预计三年内在全国布局25万个充电桩。未来，将有更多类似“星星充电”的“互联网＋”充电设施建设项目进入公众视野。 2015年有望成为充电设施建设的元年，新能源汽车充电设施的发展将迎来“星火燎原”之势。 日前，中央政治局委员、国务院副总理马凯在江苏调研新能源汽车产业高质量发展时强调，要把充电设施摆在新能源汽车产业高质量发展更重要的位置，适度超前建设，促进推广应用和研发生产实现良性互动，推动新能源汽车产业加快发展。国内充电设

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