碳化硅用量减少60%、输出功率反升10%、成本大幅下降——这一看似难以兼得的“三角”目标,如今在绍兴越城区成为现实。8月25日,芯联集成与小鹏汽车共同宣布,双方合作开发的国内首款“混合碳化硅”芯片正式量产。这不仅意味着我国在新能源汽车核心芯片领域取得重要进展,更找到了一条在提升性能的同时控制成本的有效路径。
提到碳化硅,很多人可能不太熟悉。它是一种高性能半导体材料,具有耐高压、耐高温和高效率等优势,被称为第三代半导体。
如果把传统硅基芯片比作“普通钢材”,那么碳化硅就像是“特种合金”——强度更高、性能更好,但制造工艺复杂,价格也昂贵得多。
正因如此,虽然碳化硅芯片能够显著提升电车续航里程和充电速度,但其高昂的成本一直制约着大规模应用。
面对这个全行业面临的难题,小鹏汽车作为国内较早推广800V高压平台的车企,与国内领先的汽车芯片制造商芯联集成展开合作。他们创新的思路不是完全替代,而是“混合使用”——让碳化硅和传统硅材料协同工作,各展所长。
芯联集成研发团队负责人告诉记者,当电流较小时,碳化硅 MOSFET 具有更小的导通损耗;而当电流较大时,IGBT 的导通损耗更小。通过合理的拓扑设计和驱动策略,如进行电流配比、时序管理以及控制策略的优化,实现动态电流分配,就能发挥出两种器件的物理特性优势。
当然,混合碳化硅技术也面临一些难点。
“在制造工艺方面,将两种甚至三种不同的功率芯片集成在一起,对封装设计和工艺提出了更高要求,也对后道测试筛选提出了更高要求,其需要保证良好的电气连接和散热性能,以确保整个混合模块的可靠性和稳定性。”该负责人比喻,这就像一支训练有素的足球队,必须在合适的位置上安排正确但不同天赋的球员,大家都能发挥自己的特长,同时又必须默契配合,在团队里发挥协同作用。
数据显示,采用混合碳化硅技术的新型电机控制器综合效率可以达到93.5%,在碳化硅用量减少60%的情况下,输出功率反而提升10%,真正实现了“降本增效”。
对此,不少行业专家给予高度评价。业内人士普遍认为,这项突破为碳化硅芯片的规模化应用找到了可行路径。预计到2026年,混合碳化硅技术在新能源汽车驱动系统中的采用率将超过30%,带动形成百亿级市场规模。
作为国内重要的汽车芯片生产基地,芯联集成近年来持续加大研发投入。
2024年,企业碳化硅业务收入突破10亿元,同比增长超过100%,芯片装机量位居全国前列。芯联集成相关人士表示,混合碳化硅技术的量产标志着企业在车规级芯片领域取得新的重要突破。
据悉,除了新能源汽车领域,这项技术还有望应用于光伏发电、工业电机和储能系统、AI数据中心等领域,为更多行业的转型升级提供技术支持。在中国芯片产业创新发展的道路上,这样的技术突破正在为产业升级注入新的活力。
(越牛新闻综合今日越城)
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