電氣化趨勢不可逆 寬能隙技術助電動車市場躍升

【作者： 王岫晨】

在半導體市場上，寬能隙技術廣泛應用，其中碳化矽和氮化鎵是兩種具有不同特性的材料。碳化矽主要用於汽車和工業領域的大功率系統設備。由於中國和亞洲地區的電動汽車市場蓬勃發展，相較於歐美國家，其成長速度更為迅速，因此在汽車應用領域中，碳化矽元件在電動汽車的動力總成、車載充電器和充電站中得到廣泛應用。未來，隨著汽車和工業大功率電源解決方案的快速、大規模採用，碳化矽的市場需求也將會持續增長。

相對於碳化矽，氮化鎵在低功率應用方面表現更為優秀，其開關頻率更高，有助於實現系統級小型化，甚至比碳化矽更為優越。因此，氮化鎵在許多消費性應用中具有廣泛應用前景，如筆記型電腦的電源和行動裝置的電源轉接器。同時，由於氮化鎵具有整合控制單元的能力，也可用於開闢新的應用領域。此外，氮化鎵還適用於工業和汽車應用，特別是充電系統，但是，其可靠性需得到提升。目前，改進氮化鎵技術性能和可靠度，以實現更高的開關頻率，是未來需要解決的技術瓶頸。

開關頻率優勢

意法半導體汽車和離散元件產品部（ADG）執行副總裁暨功率電晶體事業部總經理Edoardo Merli指出，碳化矽和氮化鎵這種寬能隙材料，在功率利用和開關頻率方面具有獨特的優勢。這兩種材料的導電特性略有不同，碳化矽可以提供更高的功率並提升開關頻率，而氮化鎵則更適合低功率應用，能夠消耗更少的電能，甚至可以使系統更小型化。這兩種材料與現有的矽科技互補，但也存在一定的重疊。未來，廠商們將持續改進和優化這些技術，以滿足不斷變化的需求。然而，這些新材料也帶來了一些限制和挑戰，需要進一步深入了解和突破。

由於寬能隙材料本身的特性，使得碳化矽和氮化鎵元件在效能和開關性能方面表現出色。至於控制碳化矽可以用常規驅動器，但是其驅動電壓值與傳統矽基電晶體不同，驅動電壓是碳化矽技術的一個重要參數，半導體廠商正致力於研究根據不同的應用情境，來提供不同的驅動電壓值，並開發碳化矽專用驅動器。

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