未来的交通工具将会是“电动称王”

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       使用使用电动汽车代替化石燃料可以减少二氧化碳的产生,有助于保持城市空气更健康、更清洁。环境优势与经济优势相结合:与“传统”汽车相比,电动汽车(EV)减少了管理和维护成本,还可以获得购买和安装充电站的税收减免。但是电动汽车(EV)在电动汽车电池充电器不可用的情况下,在长距离内出现电池电量不足的问题。

       因此,必须仔细规划长途旅行,以保证充电站的可用性,并且必须在日常行程中建立充电时间,智能网络和电池不能与车上的电子设备分开,这不仅限于管理充电和与电网接口,而且还监督所有涉及累积能量使用的功能。这个应用领域的特点是非常复杂的问题。但是谁生活在这个世界里,你觉得呢?我们请ROHM半导体公司的电力系统总监Aly Mashaly带领我们进入这个市场。

莫里齐奥:Rohm作为文丘里公式E团队的正式技术合作伙伴,向主变频器提供SiC设备。公式E中需要考虑的技术方面是什么?

       Aly Mashaly:作为文丘里方程式E车队过去3年的正式技术合作伙伴(2016年第3季),ROHM一直在为电动汽车的一级赛车级--方程式E提供SiC动力设备。对于通常使用硅IGBT的逆变器,ROHM在第3季提供了SiC肖特基势垒二极管,然后在Seasons 4和5中提供了完整的SiC功率模块,这有助于提高逆变器的效率,同时减小了体积和重量。事实证明,这种合作关系成功地展示了SiC动力装置的好处,文丘里方程式E队在香港赢得比赛(2019年3月),并在墨西哥城和摩纳哥的比赛中获得第三名。在第五季结束时(2019年7月),与文丘里方程式E团队的三年合作协议已按原计划到期。作为包括汽车和工业部门在内的动力转换的基石,碳化硅正在各种市场中加速采用。作为碳化硅技术的先驱和2010年第一家大规模生产碳化硅MOSFET的供应商,ROHM继续在开发尖端技术方面领先于该行业。ROHMS SiC产品已被世界各地的各种市场所采用。罗姆希望通过提供世界上最先进的碳化硅动力装置,重返世界上最先进的电动汽车赛车系列--方程式E。

图1:来自ROHM半焦的AC/DC转换器

电动汽车正在推动汽车运输的重大变革,在各个技术方面都面临着许多挑战。这个市场涉及多少ROHM?您认为未来会有哪些挑战影响到这个市场,以及您计划如何改进您的产品套件以应对这些挑战?

       电气化是应对全球环境挑战、减少污染、应对气候变化的一个重要趋势。近年来,电子元器件被要求将更高的效率和更小的尺寸结合起来。小型化是迈向未来移动性的一个重要里程碑。多年来,Rohm一直在为汽车市场提供各种产品。公司以“质量第一”为宗旨,以质量、可靠、稳定的长期供应为基础。所有这些优势对于我们的汽车客户来说都是非常重要的。对于主逆变器、DC/DC变换器、车载充电器和电子压缩设备,ROHM还提供了广泛的产品组合。我们将继续扩大我们的产品阵容,根据市场需求,并改善我们的设备性能,以促进现代解决方案,特别是EV开发。

能源收集或其他技术对电动汽车的发展有何贡献?

       动力管理是一个重要的关键因素,不仅是在发展电动汽车。Rohm认为碳化硅动力装置有助于提高汽车动力系统的效率。碳化硅动力装置在快速充电系统中的应用正在扩大,如车载充电器、快速离板直流充电等。优点是能够在短时间内进行收费。在未来,向主逆变器的扩展必须是关键。如果将SiC电源装置用于逆变器,汽车动力系统的效率将提高,这一发展将允许在相同电池容量的情况下驱动更远的距离。相反,在运行相同巡航范围的情况下,可以通过保留昂贵的电池更换来降低总成本。

在SiC和GaN材料方面,你认为影响功率设计的未来挑战是什么?

       在过去的几年里,我们成功地赢得了客户对WBG技术的信任。目前,碳化硅技术已在市场上得到了广泛的接受,对碳化硅技术的需求也随之急剧扩大。今天,科学界的讨论不再是关于使用SiC是否有意义,而是更多地讨论如何实现特定应用的包。我们非常了解我们作为SiC设备技术领导者的角色。因此,我们正在努力扩大我们的生产能力,提高碳化硅的产量,以降低成本。另一方面,我们正在与著名的电源模块制造商密切合作,以实现封装,这将强调SiC技术在电力应用中的好处。我们相信,改善电力管理将继续是各个领域的关键卖点。

图2:N-Chan Nel SiC功率MOS场效应管(SC-T3160KLHR)

       SiC具有许多硅中未发现的优良性能。我们相信,利用碳化硅的独特特性将有可能创造应用,这是不可能实现的硅半导体。Rohm公司将继续提高其晶片质量,改善SiC功率器件的器件结构,以进一步提高器件性能。例如,我们计划开发能够通过降低开关电阻和高压产品使其性能加倍的产品,以寻求SiC功率器件的进一步可能性。然而,ROHM并不仅仅提供SiC功率器件。作为一家综合半导体制造商,我们还提供电源解决方案,产品阵容广泛,如驱动集成电路,栅极驱动器,优化电源设备和无源元件,如并联电阻。此外,我们已经在我们的欧洲子公司德国建立了一个电力实验室,并有一个完整的支持系统来评估我们的客户的高功率应用。

       在GaN产品方面,我们与GaN系统建立了战略伙伴关系。在这项合作中,GaN系统公司在电源方面的领先能力、ROHM公司在半导体领域的全面足迹以及电子元器件扫描设计和制造方面的大量资源都得到了充分的利用。这两家公司都同意在GaN系统的GaNpx封装和ROHM的传统功率半导体封装中共同开发使用GaN半导体模具的形式、FIT和功能兼容产品(图1和2)。

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