“身為汽車制造商，我們將致力在2035年前在領先市場實現100%零排放的新車和貨車銷售，輔以與實現這一目標相一致的業務戰略，同時幫助構建客戶需求。”

COP26宣言是最近聯合國氣候變化大會英國2021年的成果。安森美（onsemi）最近承諾在2040年前實現凈零排放。這不僅僅是個空洞的口號--我們正在實施一項積極的戰略來實現這一目標。啟用新的汽車功能電子化技術是實現和維持這一承諾的方法之一。

對于電動車（EV），主要的成本在于電池單元/電池組。在過去三年中，EV的鋰離子電池價格已下降了40%（在過去十年中幾乎下降了90%）。鋰離子電池的價格下跌將持續到2025年。

為了進一步加快電氣化進程，公用設施到電池以及電池到電機之間的電源轉換能效成為可持續發展的關鍵。新的半導體技術是發展的方向，而碳化硅（SiC）正在成為實現更高的汽車能效的關鍵技術。

SiC屬于所謂的寬禁帶（WBG）器件。帶隙是固體中的能量范圍，在固態物理學中沒有電子狀態可以存在，這是決定固體導電性的重要因素。帶隙大的物質一般是絕緣體；帶隙小的物質是半導體，而導體要么有非常小的帶隙，要么沒有帶隙，因為價帶和導帶是重疊的。這些器件的能帶比標準的硅大。

表 1. 帶隙能量表

當今多數EV使用傳統的硅器件技術，如IGBT和硅MOSFET。EV技術方案設計人員已在車載充電器和高壓DC-DC應用以及主驅應用中有限地引入了WBG器件（許多方案很快就會投產）。WBG是電力電子的未來。這些新技術結合合適的封裝技術，賦能高能效、可靠和成本優化的方案。

這些材料的特性在于其結構。對更高的工作溫度、減少能量損失、更高的功率密度、更高的開關頻率和更高的阻斷電壓的要求是主要的驅動力。

SiC相較于Si的優勢：

介電擊穿場強高 10 倍

能帶隙高3 倍

熱導率高 3 倍

圖 2. 多維材料特性比較

在逆變器層面或車輛層面，SiC MOSFET都能實現比IGBT更好的整體系統級成本、性能和質量改進。以下是SiC MOSFET相對于IGBT用于主驅逆變器應用中的關鍵設計優勢：

寬禁帶使單位面積的功率密度更高，特別是在更高的電壓下移動（如1200伏擊穿）。

沒有拐點電壓，導致在低負載時有更高的能效

單極性的行為，使額定溫度更高，開關損耗更低

EV的負載曲線轉化為對功率開關的獨特要求。從全球統一輕型車輛測試程序（WLPT）到新歐洲駕駛循環（NEDC）的所有駕駛曲線來看，很明顯，一輛標準的EV在其整個生命周期中約有5%的時間是全功率運行的。根據駕駛曲線，一輛EV在其余的時間里平均運行全部負載的30％至40％，對SiC MOSFET的需求比IGBT更強。SiC MOSFET沒有拐點電壓，能效明顯比IGBT高，在車輛層面上可節省電池組。

表 2：駕駛曲線示例

B2 SiC（NVVR26A120M1WST）功率模塊是用于混合動力車（HEV）和電動車（EV）主驅逆變器應用的VE-TracTM系列功率模塊的一部分--該模塊平臺在一個半橋架構中集成了安森美的所有SiC MOSFET技術。裸片連接采用燒結技術，提高了能效、功率密度和可靠性。該模塊符合AQG 324汽車功率模塊標準。B2 SiC模塊結合燒結技術用于裸片連接和銅夾，壓鑄模工藝用于實現強固的封裝。其SiC芯片組采用安森美的M1 SiC技術，從而提供高電流密度、強大的短路保護、高阻斷電壓和高工作溫度，在EV主驅應用中帶來領先同類的性能。

審核編輯：郭婷