功率半導體是汽車半導體的主要構成

碳化硅材料的顯著特點是大功率、高耐壓、低電阻、工作頻率較高。相比傳統硅器件，碳化硅能工作在更高的頻率，減少了導通損耗和開關損耗，實現更高的整機效率，更高的功率密度。氮化鎵雖然也是大熱的寬禁帶半導體材料，非常適合電動車中的AC-DC車載充電器和HV-LV DC-DC轉換器，但目前有效耐壓通常只能做到650V，熱導率也遠低于碳化硅，所以一直以來氮化鎵在新能源汽車上的應用還沒那么成熟，距離大規模應用也有一段距離。
 
但當前已有不少原廠和車廠開始嘗試在電動汽車中引入氮化鎵器件，例如羅姆，除了力推碳化硅元器件外，他們也一直在開發中等耐壓范圍內具有出色高頻工作性能的氮化鎵器件。這是因為他們看中了氮化鎵的一個明顯特性——同樣是200KHz以上的高頻率，氮化鎵工作頻率比碳化硅會有較大提升，在汽車或服務器電源等要求體積小、效率高的應用場合下會有較大優勢。
 
汽車半導體大致可以分為負責算力的處理器和控制器芯片、負責功率轉換的功率半導體以及各種傳感器。其中功率半導體是汽車半導體的最主要構成，大約占汽車半導體市場的43%，主要包括電源管理芯片(PMIC）、LDO、DC/DC、MOSFET、IGBT以及各類二極管。
 
功率半導體成本在汽車電控系統的占比，從傳統汽車的10%提升至純電動汽車的55%，提升幅度達9倍。舉例來說，一輛混合動力新能源汽車所使用的半導體器件價值約710美元，功率半導體器件占比近一半；一輛純電動汽車所使用的半導體器件價值約1400美元，功率半導體器件占比55%。
 
面對即將到來的電動汽車市場大爆發，傳統硅基功率器件受材料本身特性的限制，已經逐漸不能滿足電動汽車對器件高功率及高頻性能的需求，但寬禁帶半導體材料具有高頻、高功率、耐高溫、抗高輻射、光電性能優異等特點。尤其是用于電機驅動逆變器、快充系統和氫燃料電池把氣體轉化成電能時，碳化硅（SiC）等寬禁帶半導體器件與傳統硅器件相比可以實現低導通電阻、高速開關和耐高溫高壓工作，近年來倍受歡迎。

本文關鍵詞：DC-DC轉換器,電源管理芯片,MOSFET

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