Güç Modülü (IPM), IGBT ve Otomotiv Güç Cihazları

Silisyum karbür neden otomotiv güç modüllerinin geleceği olarak değerlendiriliyor?

Silisyum karbürün bant aralığı genişliği silikon bazlı malzemelerin yaklaşık üç katıdır. Kritik arıza alanı kuvveti, silikon bazlı malzemelerin yaklaşık on katıdır. Silisyum karbürün termal iletkenliği, silikon bazlı malzemelerin yaklaşık üç katıdır ve elektron doygunluğu sürüklenme hızı, silikon bazlı malzemelerin yaklaşık iki katıdır. Silisyum karbür malzemelerin yüksek voltaj direnci, yüksek sıcaklık direnci ve yüksek frekans özellikleri, onları silikon bazlı cihazlara kıyasla daha zorlu çalışma koşullarına uygun hale getirir. Uygulamalarda maliyetleri, boyutu ve ağırlığı azaltırken verimliliği ve güç yoğunluğunu önemli ölçüde artırabilirler.

Çeşitli Yarı İletken Malzemelerin Performans Karşılaştırması

Yole verilerine göre, silisyum karbür güç cihazlarının küresel pazar büyüklüğünün, %1.09 bileşik yıllık büyüme oranıyla (CAGR) 2021'de 6.297 milyar dolardan 2027'de 34 milyar dolara çıkması bekleniyor. Bunlar arasında, elektrikli araçlara yönelik silisyum karbür pazar büyüklüğünün 685 milyon dolardan 4.986 milyar dolara çıkması ve %39.2'lik daha da yüksek bir Bileşik Büyüme Oranı sergilemesi bekleniyor. Elektrikli araçlar (invertörler, yerleşik şarj cihazları ve DC/DC dönüştürücüler dahil), silisyum karbür için en büyük alt uygulamayı temsil ediyor ve pazar payının %62.8'den %79.2'ye çıkması öngörülüyor ve bu da pazar payında sürekli bir artış eğilimi olduğunu gösteriyor.

Yole'den Pazar Analizi

Otomotiv endüstrisinde silisyum karbürün uygulama eğilimi

Elektrikli araç endüstrisinde en çok endişe duyulan konu sürüş menzilidir. Akü kapasitesi, araç ağırlığı ve güç sisteminin enerji dönüşüm verimliliği dahil olmak üzere sürüş menzilini etkileyen birçok faktör vardır. Güç yarı iletkenleri enerji dönüşümünün temelini oluşturur ve silikon karbür güç cihazlarının silikon bazlı cihazlara göre daha düşük iletim kayıpları, daha yüksek anahtarlama frekansları ve daha yüksek çalışma voltajı dayanıklılığı gibi avantajları vardır. Aynı miktarda elektrikle silikon bazlı güç cihazları kullanıldığında daha yüksek sistem enerji dönüşüm verimliliği elde edebilir ve daha fazla sürüş menzili sağlayabilirler. Bu nedenle silisyum karbür güç cihazlarının elektrikli araçlarda uygulanmasına yönelik talep giderek daha fazla öne çıkıyor. Elektrikli araçlarda silisyum karbür güç cihazlarının uygulanması temel olarak iki yöne odaklanır: biri motor sürücü invertörü (motor kontrolörü) içindir, diğeri ise esas olarak güç dönüştürme sistemlerini (on-board) içeren araç içi güç kaynağı sistemi içindir. yerleşik DC/DC), yerleşik şarj sistemleri (OBC), yerleşik klima sistemleri (PTC ve kompresörler) ve diğer hususlar.

Otomotiv silisyum karbür güç modüllerinin sanayileşmesi ve teknolojik mantığı

Şu anda, küresel silisyum karbür endüstrisi Amerika Birleşik Devletleri, Avrupa ve Japonya'nın hakimiyetindedir ve silisyum karbür malzemelerinin çoğunluğu Amerikan şirketlerinden gelmektedir. Avrupa, silisyum karbür yüzeyleri, epitaksiyi, cihazları ve uygulamaları kapsayan eksiksiz bir endüstriyel zincire sahipken, Japonya silisyum karbür çip, modül ve uygulama geliştirmede lider bir avantaja sahiptir. Çin şu anda eksiksiz bir silisyum karbür endüstri zincirine sahiptir ve malzeme hazırlama ve test uygulamalarında uluslararası düzeyde rekabetçidir. Şu anda yabancı şirketler ilk sıralarda yer alıyor ve yerli şirketler henüz ciddi bir pazar payı oluşturabilmiş değil. Ancak yeni enerji araçları alanında, Çin'in araç elektrifikasyonundaki lider konumu nedeniyle iç pazar, yerli yarı iletken şirketlerinin yükselişi için elverişli bir faktör haline geliyor.

Şu anda küresel silisyum karbür şirketleri, ayrık güç cihazları ve güç modülleri dahil olmak üzere ana uygulamalarla otomotiv pazarını aktif olarak araştırıyor. Bunlar arasında, mükemmel performansa ulaşmak için silisyum karbür çiplerin mükemmel özelliklerinin, paketleme ve devre sistemleriyle verimli ve güvenilir bağlantılar yoluyla gerçekleştirilmesi gerekir. Profesyonel tasarım ve gelişmiş paketleme süreçleriyle üretilen silisyum karbür MOSFET güç modülleri, şu anda elektrikli araç uygulamalarında ana akımdır.

Devam edecek...