功率半导体是汽车半导体的主要构成

碳化硅材料的显著特点是大功率、高耐压、低电阻、工作频率较高。相比传统硅器件，碳化硅能工作在更高的频率，减少了导通损耗和开关损耗，实现更高的整机效率，更高的功率密度。氮化镓虽然也是大热的宽禁带半导体材料，非常适合电动车中的AC-DC车载充电器和HV-LV DC-DC转换器，但目前有效耐压通常只能做到650V，热导率也远低于碳化硅，所以一直以来氮化镓在新能源汽车上的应用还没那么成熟，距离大规模应用也有一段距离。
 
但当前已有不少原厂和车厂开始尝试在电动汽车中引入氮化镓器件，例如罗姆，除了力推碳化硅元器件外，他们也一直在开发中等耐压范围内具有出色高频工作性能的氮化镓器件。这是因为他们看中了氮化镓的一个明显特性——同样是200KHz以上的高频率，氮化镓工作频率比碳化硅会有较大提升，在汽车或服务器电源等要求体积小、效率高的应用场合下会有较大优势。
 
汽车半导体大致可以分为负责算力的处理器和控制器芯片、负责功率转换的功率半导体以及各种传感器。其中功率半导体是汽车半导体的最主要构成，大约占汽车半导体市场的43%，主要包括电源管理芯片(PMIC）、LDO、DC/DC、MOSFET、IGBT以及各类二极管。
 
功率半导体成本在汽车电控系统的占比，从传统汽车的10%提升至纯电动汽车的55%，提升幅度达9倍。举例来说，一辆混合动力新能源汽车所使用的半导体器件价值约710美元，功率半导体器件占比近一半；一辆纯电动汽车所使用的半导体器件价值约1400美元，功率半导体器件占比55%。
 
面对即将到来的电动汽车市场大爆发，传统硅基功率器件受材料本身特性的限制，已经逐渐不能满足电动汽车对器件高功率及高频性能的需求，但宽禁带半导体材料具有高频、高功率、耐高温、抗高辐射、光电性能优异等特点。尤其是用于电机驱动逆变器、快充系统和氢燃料电池把气体转化成电能时，碳化硅（SiC）等宽禁带半导体器件与传统硅器件相比可以实现低导通电阻、高速开关和耐高温高压工作，近年来倍受欢迎。

本文关键词：DC-DC转换器,电源管理芯片,MOSFET

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