第三代宽禁带半导体主驱应用现状及挑战

Infineon Technologies AG 在2025年6月的研报中，重点分析了第三代宽禁带半导体（SiC、GaN）在汽车主驱应用中的现状及挑战。

首先，报告指出不同应用场景需要不同的功率半导体材料，英飞凌在硅（Si）、碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）技术上均提供最全面的解决方案。预计到2028年，SiC和GaN市场将分别以31%和52%的年复合增长率增长，远超硅材料的4%。

其次，报告强调英飞凌的Trench技术优于传统Planar技术，在保护性、效率和缩小潜力方面均表现更优。英飞凌的Trench技术凭借更低的通道电阻和更高的可靠性，成为市场主流选择。数据显示，英飞凌Trench器件的开关能力在市场上最高。

第三，英飞凌提供全面的功率半导体解决方案，覆盖高压应用，包括AURIX™栅极驱动IC、高压SiC和IGBT、裸片和模块、低压MOSFET等。报告指出，峰值功率需求和部分负载效率是影响车辆 electrification 系统成本的关键因素。

第四，报告提出通过添加基于IGBT的第二轴来平衡效率和成本。SiC材料用于提高效率，而Si材料则用于成本效益高的峰值功率。英飞凌的“Fusion Switch”概念显著降低了Si和SiC之间的成本差距。

第五，报告讨论了SiC功率模块的可靠性挑战，包括栅极氧化层鲁棒性、宇宙射线鲁棒性和阈值电压一致性。英飞凌的CoolSiC™技术通过优化设计和工艺，解决了这些问题，确保了并行化应用的可靠性。

第六，报告分析了400V和800V系统的逆变器拓扑结构，推荐3L NPC拓扑结构在性能和成本之间具有最佳平衡。英飞凌的3级概念支持800V动力总成中电机效率的提升。

第七，报告介绍了英飞凌CoolSiC™芯片嵌入评估套件，该套件支持牵引逆变器的快速上市，并提供优化的EiceDRIVER™栅极驱动器，实现紧凑设计。

最后，报告总结了英飞凌的创新技术和封装解决方案，助力汽车脱碳和数字化。