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2020年10月12日 | 汽車車載充電機(jī)中的SiC器件目前存在哪些問題?

發(fā)布者:Yaqi 來源: eefocus關(guān)鍵字:電機(jī)  碳化硅  電子元器件 手機(jī)看文章 掃描二維碼
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談一下之前所說的 SiC 的器件使用問題,在國內(nèi)發(fā)生了一個(gè)案例,筆者做過一番采訪和調(diào)研之后做了一些整理,涉及三方(車企、零部件廠商和器件廠家),具體可以參考零部件廠商相關(guān)公告。

 

 賠償?shù)谋尘?/h2>
關(guān)于欣銳科技在某個(gè)車企的產(chǎn)品上出現(xiàn)問題的始末,已見諸財(cái)經(jīng)證券類媒體報(bào)道,深圳欣銳科技股份有限公司(SZ,300745)的公告是這么說的:“公司因供應(yīng)商 A 供應(yīng)的電子元器件本身存在質(zhì)量瑕疵,導(dǎo)致公司供應(yīng)給客戶 B 的車載充電機(jī)出現(xiàn)質(zhì)量問題。公司將對(duì)故障 OBC 向客戶 B 進(jìn)行賠償并預(yù)留質(zhì)量保證金,客戶 B 退回未使用的 OBC,公司將退回及未發(fā)貨的采用瑕疵物料生產(chǎn)的 OBC 進(jìn)行報(bào)廢處理。公司已全面核查,使用該瑕疵物料生產(chǎn)并銷售給其他客戶的 OBC 產(chǎn)品占比較小,截止目前未出現(xiàn)大規(guī)模故障問題。公司將依法就相關(guān)損失向法院提起訴訟,要求供應(yīng)商 A 和生產(chǎn)廠商進(jìn)行賠償,挽回公司損失。”

 

由于目前所公告的內(nèi)容,沒有涉及任何技術(shù)細(xì)節(jié)和問題背景,這是一件對(duì)企業(yè)的聲譽(yù)和品牌有較大影響的事件。欣銳科技是 2018 年上市的專注車載電源的企業(yè),公司經(jīng)歷了新能源汽車發(fā)展的 15 年時(shí)光,名副其實(shí)的業(yè)內(nèi)老牌的車載電源企業(yè)。欣銳車載電源模塊研發(fā)起步于 2006 年,從迭代開發(fā)上,經(jīng)歷了至少 5 代產(chǎn)品。

 

 

筆者通過調(diào)研,特斯拉的最新的車載充電機(jī)里面也應(yīng)用了碳化硅器件,如下圖所示:

 

 

欣銳和特斯拉一樣,也把碳化硅器件應(yīng)用于車載充電機(jī)的圖騰柱 PFC 電路上,這在業(yè)內(nèi)是一個(gè)比較重大的技術(shù)突破。特斯拉的主要目的是為了提高轉(zhuǎn)換效率,而欣銳科技的解決方案不僅提高轉(zhuǎn)換效率,還增加了一個(gè)重要功能——雙向充電。欣銳的 G5 代車載充電機(jī)是國內(nèi)第一個(gè)量產(chǎn)的隔離型碳化硅雙向充電案例。其重要意義在于,雙向充電機(jī)架構(gòu)兼容未來的基于交流端的 V2G 應(yīng)用。

 

據(jù)悉,欣銳科技是從 2016 年開始投入雙向充電核心技術(shù)的攻關(guān),采用碳化硅 MOSFET 驅(qū)動(dòng)的雙向車載充電機(jī)在 2018 年 5 月實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)及穩(wěn)定供貨。 值得關(guān)注的是,從 2019 年 5 月起,在批量供貨近 1 年后市場(chǎng)端開始零星出現(xiàn)充電機(jī)故障,經(jīng)過調(diào)查,原因是碳化硅 MOSFET 器件損壞。從失效的分布來看,呈現(xiàn)以下的特征: 

 

  • 損壞的碳化硅器件集中來自供應(yīng)商日本 Rohm 公司,且沒有集中在特定的供貨批次,說明失效是一個(gè)普遍現(xiàn)象,與批次質(zhì)量異常無關(guān)聯(lián)。 

     

  • 據(jù)悉,欣銳相關(guān)人員與國內(nèi)權(quán)威第三方機(jī)構(gòu)展開合作分析,發(fā)現(xiàn)與碳化硅器件工藝設(shè)計(jì)問題直接相關(guān),接下來欣銳科技將采用司法手段維護(hù)其權(quán)益。

 

從這個(gè)事件來看,筆者認(rèn)為有以下幾個(gè)方面值得思考: 

1)首先,碳化硅作為第三代半導(dǎo)體應(yīng)用在電動(dòng)汽車上已經(jīng)是勢(shì)不可擋,在這方面,特斯拉、比亞迪、欣銳科技是走在前沿的踐行者。 

 

2)其次,碳化硅所代表的第三代半導(dǎo)體的技術(shù)是越來越滲透廣泛的。從歷史的過往來看在第二代半導(dǎo)體 MOSFET 出現(xiàn)的時(shí)候,業(yè)內(nèi)也出現(xiàn)大量關(guān)于 MOSFET 與第一代 IGBT 劣勢(shì)的比較,然而這并沒有阻擋硅基 MOSFET 的大踏步發(fā)展!由于車載領(lǐng)域的特殊性,目前在較小規(guī)模下,碳化硅器件出現(xiàn)了應(yīng)用或者底層工藝問題如果引起高度重視,長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,對(duì)行業(yè)的健康發(fā)展都是好事。 

 

3)再次,碳化硅器件在市場(chǎng)應(yīng)用一年后,才逐步暴露材料深層次隱性問題,超越了應(yīng)用廠商的專業(yè)認(rèn)知能力。在依賴國外核心功率器件的過程中,半導(dǎo)體器件深層技術(shù)參數(shù)很難通過開關(guān)電源的研發(fā)人員以 DFMEA,FTA 等常規(guī)手段進(jìn)行提前預(yù)防。

 

小結(jié):未來電動(dòng)汽車的電壓等級(jí)是會(huì)從 400V 一路升到 800V,對(duì)于效率和功率密度的提升也是越來越急切,碳化硅的應(yīng)用將更加廣泛。同時(shí),碳化硅器件的“價(jià)格拐點(diǎn)”即將到來的時(shí)候,碳化硅器件商提升品質(zhì)的可靠性對(duì)行業(yè)的健康發(fā)展刻不容緩。

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