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從PCIM Asia 2021看電力電子技術市場的發展

荷葉塘 ? 來源:電子發燒友原創 ? 作者:程文智 ? 2021-09-12 07:22 ? 次閱讀
(文/程文智)PCIM Asia自2002年進入中國市場后,到今年已經有20年了,以前該展會都是在上海舉辦,今年首次來到了深圳。一直以來,這個展會的規模都不算大,但是比較聚焦,電力電子行業的頭部企業基本都在,比如英飛凌、羅姆、三菱電機、塞米控、富士電機、東芝、日立、中國中車等。

既然來到了深圳,<電子發燒友>豈能錯過。今天我們就來聊一聊逛展的一些感受。

SiC產品成焦點,但普及之路還比較遠
在展會上,不少企業都帶來了SiC相關的產品和技術,比如英飛凌、三菱電機、羅姆、東芝、中國中車、比亞迪半導體、PI、派恩杰半導體等廠商都展示了其最新的SiC產品。

其中碳化硅SBD產品大部分廠商都已經量產,而且不少廠商推出了大功率器件SiC混合模塊,將SiC SBD芯片IGBT芯片集成在了一起,這樣可以利用SiC SBD芯片的快速反向恢復和低損耗的特性,增強IGBT的性能,同時降低模塊的大小。

<電子發燒友>在展會上看到東芝和英飛凌都推出SiC混合模塊產品,據展臺人員介紹,該類產品已經在電力機車方面有使用。不過業內人士也透露,此類產品在國內的推廣效果并不理想,因為國內廠商對這種折衷方案并不是太認可,國內廠商更希望要么是最新進的方案,要么是成本更低的方案,因此,SiC混合模塊只能作為是一個過渡型產品來推廣,未來應該會過渡到SiC MOSFET上去。

圖:東芝展示的不同額定電壓的SiC MOSFET產品(來源:程文智拍攝)

展會上,我們看到了不少展商展出的全SiC MOSFET產品,比如東芝的3300V,800A雙管碳化硅MOSFET模塊,后續還會開發1700V和1200V的相關產品。

圖:三菱電機展示的全SiC高壓MOSFET產品

三菱電機也展示了其3300V的SiC MOSFET產品和解決方案,據介紹他們的3300V全SiC高壓MOSFET已經實現了量產,6500V的產品也正在開發當中。

圖:英飛凌展示的SiC相關產品

英飛凌則展示了IM828-XCC SiC IPM特性的8千瓦電機驅動設計板、1200V CoolSiC碳化硅MOSFET雙脈沖評估平臺、1700V SiC MOSFET 62W輔助電源評估板、650V/1200V CoolSiC MOSFET以及 IM828XCCXKMA1智能功率模塊SiC IPM等多種SiC相關產品和解決方案。

雖然SiC產品推出的不少,但其實目前市場的響應還不太熱烈。SiC SBD產品目前的市場接受度勉強還行,因為由于使用的人越來越多,成本能夠做到普通MOSFET產品的3倍左右。而對于全SiC MOSFET而言,目前真正使用得還不多,因為成本確實太高。

有業內人士向<電子發燒友>透露,SiC MOSFET產品的真正使用其實是在特斯拉Model 3使用之后,現在隨著用量的增加,成本有所降低,但離市場的預期還有一定的距離。市場對全SiC MOSFET的價格接受度在IGBT或MOSFET模塊價格的5倍左右,而現在全SiC MOSFET的價格是后者的10倍以上。

成本偏高的原因,一是SiC本身的特性,它本身的硬度比較大,切割不容易,目前一塊4英寸的晶圓大概只能切割出50片左右的SiC MOSET?,F在SiC的產線普遍在4寸和6寸,8寸的產線現在還不多。

二是SiC MOSFET產品的良率目前普遍不高,良率不高成本自然就難降下來。

歐美廠商人氣旺,國內企業參展數增多
本次展會上人氣最旺的展商莫過于英飛凌,他們展示的產品和解決方案也多,其次是日本的歐姆,三菱電機等,他們是電力電子行業的老玩家,擁有的產品線也足夠豐富,客戶也多。很多人都愿意去看他們的新產品和新技術。

但今年跟往年不同的是國內的參展企業變得更多了。據一些參展商介紹,他們參展多年,以前除了中國中車這類國有不差錢的企業,很少見到國內電力電子企業參展,但這幾年國內的參展企業明顯增多了。

比如比亞迪半導體就展示了其IGBT和SiC產品,他們家的SiC產品目前只供自身車輛,計劃明年可向其他企業供貨。

還有宏微科技、賽晶科技、麗晶美能、愛微、青銅劍技術、蘇州華太、派恩杰等國內企業也展示了其IGBT和SiC相關產品。

電力電子發展趨勢
從各家展示的產品和解決方案可以看出,電力電子技術在往高頻化、高效率、智能化和低成本方向發展。其中高頻化不僅可以讓電力電子器件本身的體積更小,還可以減少磁性元件,讓磁性元件的體積更小,從而使整體系統的體積變小;高效率就是要提升能源的利用效率,減少排放,同時更有利于設備的散熱優化;智能化方面,是因為以后所有的物品都可能會連接在一起,組成龐大的物聯網絡,那么能源的數字化定然是未來趨勢;除了這些,低成本也是很重要的,只有降低系統的成本,才能增加企業的競爭力。

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