Aplicação do Carbeto de Silício SiC em Semicondutores de Potência
No lançamento do produto técnico nos últimos dois anos, o “Carbeto de Silício SiC” tornou-se um produto estrela frequentemente mencionado de todos os fornecedores de componentes multinacionais e OEMs, incluindo Magna, BorgWarner, Mahle, Continental, etc. Alegaram que usaram carboneto de silício.
Por exemplo, o EQXX lançado pela Mercedes-Benz no início deste ano declarou: “Ele é equipado com um motor do eixo traseiro com potência máxima de 150kW e um módulo de potência de carboneto de silício é aplicado para reduzir ainda mais as perdas”.
É concebível que, no futuro, os carros sejam eletrificados, então a demanda por dispositivos de energia de carboneto de silício SiC é enorme. De acordo com uma previsão divulgada pela Yole, empresa de pesquisa e consultoria de mercado, de agora até 2025, a taxa de crescimento anual do mercado de carboneto de silício chegará a 30%, e o tamanho do mercado ultrapassará 2,5 bilhões de dólares.
Quando a escala chegar a US$ 1,5 bilhão, os carros equipados com dispositivos de carboneto de silício dominarão o mercado.
A produção em massa de carbeto de silício SiC e IGBT semicondutor de potência está concentrada em algumas empresas como Infineon Infineon na Alemanha, NXP NXP, STMicroelectronics STM, ON Semiconductor ONsemi, etc. A Infineon tem vantagens óbvias.
Atualmente, o fabricante nacional que pode realizar pesquisa e desenvolvimento independentes para produção em massa é a BYD. Seus produtos semicondutores BYD incluem IGBTs convencionais e produtos de ponta, como carboneto de silício SiC MOFEST, etc., cobrindo uma gama muito abrangente.
O módulo de potência automotivo SiC da BYD Semiconductor é muito compacto, do tamanho de uma palma, e tem uma potência de saída de 250KW. Os semicondutores de potência SiC de produção própria também permitiram que os veículos elétricos da BYD melhorassem significativamente a eficiência do acionamento do motor e reduzissem o volume do controlador de acionamento do motor em mais de 60%.
É precisamente por causa da importância do carboneto de silício SiC que a Bosch, que ocupa o primeiro lugar em autopeças, anunciou há dois anos que continuará a promover a pesquisa e o desenvolvimento de chips de carboneto de silício e alcançar a produção em massa.
A produção em massa da Bosch não é apenas módulos embalados em SiC, mas também a produção em massa das pastilhas e chips mais básicos.
Em 2021, a Bosch construiu uma sala limpa adicional de 1.000 metros quadrados na fábrica de wafer de Reutlingen, e uma nova sala limpa de 3.000 metros quadrados será construída até o final de 2023. Atualmente usando wafers de 150 mm e em breve planeja usar Com wafers de 200 mm, um único wafer pode levar meses para concluir centenas de etapas do processo em inúmeras máquinas.
A Bosch continuará a expandir a capacidade de produção de semicondutores de energia de carboneto de silício e planeja aumentar a produção para o nível de centenas de milhões. Ao mesmo tempo, começou a desenvolver chips de carboneto de silício de segunda geração com maior densidade de potência, que deverá ser colocado em produção em massa em 2022.
No futuro, para realizar o sonho de “ultrapassagem em curva” do nosso veículo elétrico, devemos fazer avanços em tecnologias-chave. Para veículos elétricos, os chips de potência de carboneto de silício SiC são a tecnologia que mais precisamos para avançar.
