双碳目标正在加快汽车向电气化的发展。半导体技术的创新帮助汽车从燃料汽车转向电动汽车。新一代半导体材料碳化硅(SiC)电动汽车的未来将因其独特的优势而发生变化，如在关键的主驱逆变器中使用SiC它可以满足更高的功率和更低的能效、更长的电池寿命、更小的损耗和更低的重量，以及800 V迁移趋势可以充分发挥其优势，但面对成本和包装ECS代理以及技术成熟度等挑战。安森美(onsemi)在提供领先的智能电源决方案SiC该领域有着深厚的历史积累，是世界上为数不多的能够提供从衬底到模块的端到端SiC其创新方案供应商之一VE TracTM Direct SiC和VE-TracTM B2 SiC方案采用稳定可靠的平面SiC将烧结技术与压铸模包装相结合，帮助设计师解决上述挑战，配合公司其他先进的智能电源半导体，加快电动汽车的市场使用，帮助未来的交通可持续发展。

芯片采购网专注于整合国内外授权IC代理商现货资源，芯片库存实时查询，行业价格合理，采购方便IC芯片，国内专业芯片采购平台。

电动车主驱动发展趋势

无论电动汽车的配置如何，无论是完全由电池驱动、串联插电式还是并联混合动力传动系统，汽车电气化都有这些关键因素：首先，电池中存储电源，然后直流电源通过逆变器转换为交流输出，供电机转换为机械能驱动汽车。因此，主驱动逆变器的能源效率和性能是关键，它将直接影响电动汽车的性能和每个充电周期的里程。

电动车主驱动追求更大的功率、更高的能效、更高的母线电压、更轻的重量和更小的尺寸。更大的功率意味着更大的连续扭矩输出和更好的加速性能。更高的能效可以使续航更远，损失更低。400 V电池是目前的主流，即将达到800 V发展。800 V结构可以缩短充电时间，减少损失，减轻重量，使续航里程更远。无论电机是在前轴还是在后轴，较小的电机尺寸都使后备箱和乘客空间更大。这些趋势推动了电动汽车主驱动器中的功率器件IGBT向SiC转型。

SiC是主驱逆变器的未来

SiC最重要的特点之一是其禁带间隙比Si宽，电子迁移率是Si三倍，损失更低。SiC击穿电压是Si8倍，高击穿电压和更薄的漂移层，更适合800等高压架构 V。SiC莫氏硬度为9.5.只比最硬的钻石材料稍软，比最硬的钻石材料稍软Si硬3.5.更适合烧结，可靠性提高，导热性增强。SiC导热系数是硅的4倍，更容易散热，从而降低散热成本。

逆变器层面或整车层面，SiC MOSFET都能实现比IGBT整体系统级成本低，性能和质量好。SiC MOSFET相对于IGBT主驱逆变器应用的关键设计优势如下：

· SiC使单位面积的功率密度更高，特别是在更高的电压下(如1200伏击穿)

· 小电流下的导通损耗相对较低，导致低负载时能效更高

· 单极性行为可以在更高的温度下工作，开关损耗更低

VE-TracTM SiC系列：烧结工艺 压铸模SiC技术是专为主驱逆变而设计的

安森美推出了针对主驱逆变特定封装的特定封装SiC产品有：VE-TracTM Direct SiC (1.7 m? Rdson, 900 V 6-pack) 功率模块，VE-TracTM Direct SiC (2.2 m? Rdson, 900 V 6-pack) 功率模块，VE-TracTM B2 SiC (2.6 m? Rdson, 1200 V 半桥) 提供行业内和行业内功率模块IGBT或SiC封装管脚高度兼容，减少结构变化设计。

图1：VE TracTM Direct SiC (左) 和VE TracTM B2 SiC (右)

散热对于提高功率输出至关重要。为了达到最佳的散热效果，安森美VE-TracTM Direct SiC采用最新的银烧结工艺，将SiC裸芯直接烧结DBC上，DBC焊接到Pin Fin底板下有冷却液，使芯片结与冷却液之间的直接冷却路径有助于大大降低间接冷却的热阻，从而保证更大的功率输出，如1.7 m? Rdson 的VE-TracTM Direct SiC热阻达到0.10℃/W，比VE-TracTM Direct IGBT热阻低20%。

图2：VE-TracTM Direct SiC 关键功能

差异化压铸模封装技术比传统凝胶模块更可靠，功率密度更高，杂散电感更低，散热性能更好，功率容易扩展，成本优势更大SiC工作温度高达200℃，持续工作时间达到175℃，因此含SiC塑料封压铸模封装比压铸模封装IGBT进一步提高工作温度，使输出功率更高。

安森美在同样的条件下对待VE-TracTM Direct IGBT和VE-TracTM Direct SiC当提供相同的输出功率时，进行模拟对比，VE TracTM Direct SiC的结温比VE TracTM Direct IGBT低21%，因此损失较低，提高能效。

图3：模拟结果：SiC损耗更低

能效的提高相当于续航里程更远或电池成本更低。例如，使用相同的100 kWh电池，用SiC方案续航里程比用Si远5%。如果目标是节约成本，可以减少电池尺寸，提供相同的电池寿命。例如，从140 kWh电池的Si方案改用 100 kWh电池的SiC方案， 电池成本降低5%，但续航里程不变。

在同样的450 V直流母线和150 ℃结温(Tvj)条件下，820 A的IGBT可提供590 Arms输出功率213 kW，相当于285马力(HP)。2.2 mOhm SiC可提供605 Arms输出功率220的电流 kW，相当于295 HP。1.7 mOhm SiC可提供760 Arms输出功率274 kW，相当于367 HP。

为何选择安森美？VE-TracTM SiC？

SiC在MOSFET由于面用已经超过10年了，但由于它面临的原因，并没有被汽车制造商广泛使用SiC比硅基IGBT许多挑战，如成本高、供应和供应困难、技术成熟度高、包装不适合主等挑战。

安森美在SiC该领域的历史可以追溯到2004年，近年来收购了上游SiC供应企业GTAT，实现产业链的垂直整合是世界上为数不多的提供从衬底到模块的端到端SiC包括方案供应商SiC晶锭生长、衬底、外延、设备制造、同类最佳集成模块及分立包装方案，确保供应链稳定可靠，有利于成本优化。安森美在系统方面也有很强的技术和系统知识，为客户提供全球应用支持。GTAT工艺的主要优点之一是SiC能提供非常精确的电阻值， 整个晶体的电阻分布非常均匀。此外，安森美正在推广6英寸和8英寸SiC同时，晶体生长技术也将更多SiC投资供应链环节，包括晶圆厂的生产能力和包装线。与此同时，安森美凭借多年的技术积累和几年前的收购Fairchild不断迭代半导体基因带来的技术补充SiC技术已进入第三代，综合性能在行业中处于领先地位。

图4：安森美SiC的领先地位

VE-TracTM SiC与VE-TracTM IGBT封装管脚高度兼容，从IGBT转向SiC在减少结构变更设计的同时，VE-TracTM SiC沿用了VE-TracTM IGBT175℃继续工作，符合车规AECQ101和AQG324，功率级可灵活扩展。

VE-TracTM B2 SiC所有安森美都集成在半桥架构中SiC MOSFET技术。裸片连接采用烧结技术，提高散热性、能效、功率密度和可靠性℃连续工作甚至可以短期工作200℃，符合AQG 324汽车功率模块标准。B2 SiC裸片连接和铜夹采用模块烧结技术，可靠封装采用压铸模工艺。其SiC安森美的芯片组M1 SiC提供高电流密度、强短路保护、高阻断电压和高工作温度的技术，在电动汽车主驱动应用中带来领先的同类性能。

图5：VE-TracTM B2 SiC价值定位

未来产品和800 V电池的优势

由于SiC具有更高的击穿电压将使800 V广泛使用电池架构。更低的电流产生更少的热量，而更高的直流电池电压会增加逆变器的功率密度。从车辆层面来看，电压较高，电流减小，因此截面电缆和连接器较小，重量较轻，大电流如35 kW在上述充电条件下，充电速度更快，性能提高更好。因此，800将优先考虑高性能车型 V架构。

总结

SiC将改变电动汽车的未来。安森美是世界上为数不多的能够从衬底到模块提供端到端的人之一SiC该方案的供应商之一是专门为主驱逆变设计的VE-TracTM Direct SiC和VE-TracTM B2 SiC采用差异化的压铸模具包装和创新的烧结工艺，符合汽车规则，提供更好的散热更低的损耗、更大的功率和更高的能效，使新能源汽车的范围更长，电池较小，加上技术团队提供的应用支持，将有助于解决成本、供应、技术、包装等问题SiC用于挑战主驱，推动400辆电动车 V向800 V发展。未来，安森美将继续创新，提供包括IGBT、SiC和VE-TracTM模块赋予更强大、更可靠的汽车产品，帮助加快电动汽车市场的使用，使未来的交通可持续发展。