每天資訊自主研發晶片為比亞迪漢助力 SiC 功率模組先進工藝揭秘

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自主研發晶片為比亞迪漢助力 SiC 功率模組先進工藝揭秘

中國中大型高階自主品車型,已經沉默很久了。多年以前一汽奔騰撲騰了一陣子,剛有起色又歸於沉寂;江淮推出一款大車,挺有氣派,但銷量真羞於提起,此後就進入了自主品牌中大型車的空窗期;吉利博瑞上市後,被寄予厚望,銷量還是可以的,但維持理想的銷量提升,步履沉重,此後再無能夠提氣的相類車型出現了。直到蔚來推出了蔚來ES8,比亞迪推出了漢,自主品牌高階旗艦車型市場才又被攪動得熱鬧起來。

比亞迪漢,作為新能源車型,天然帶有差異化競爭優勢,純電,插電混動,燃油車型沒有可比性。一腳踏入高階旗艦車型行列,就站穩了腳跟,作為新能源車型,賣得比自主品牌同級別燃油車型還要好,還是持續的好,上市一年,銷量超過10萬,大家很快能認可它,接受它,以往對自主品牌車型的偏見不見了,很不容易,這就讓很多人感到意外和豔羨。其實,比亞迪漢的走紅,屬於情理之中意料之外,畢竟比亞迪技術積澱擺在那裡,專注新能源這麼多年,自主研發一直堅持,也該出些好東西了。

自主研發晶片為比亞迪漢助力 SiC 功率模組先進工藝揭秘

單說比亞迪漢,渾身上下技術含量滿滿,火爆是必然。其中有個藏在漢身體裡的小物件,就為漢的火爆立下了汗馬功勞。

比亞迪漢車身裡不為認知的神秘物件

比亞迪漢長項很多,短板不短,其中效能之強被普遍認可。讓一款車擁有優異的效能,為造車人所夢寐以求。

為什麼漢的效能不一般?經過一番探究,筆者才搞明白,原來它裝有比亞迪自主研發的三相全橋SiC 功率模組。作為比亞迪明星車型“漢EV”,就搭載了這種碳化矽功率模組。

同功率水平下,SiC 功率模組體積比IGBT縮小50%以上。這個小小的“大殺器”,不僅僅帶來電控效率、續航能力的提升,同時使功率密度增加至少一倍,輸出功率可達250KW以上,讓電驅系統將功率與扭矩發揮到極致,大幅提升了電驅的效能表現,助力比亞迪漢EV整車實現百公里加速3。9s。比亞迪半導體SiC模組還可滿足20KHz以上的使用頻率,使車主暢想靜音駕駛。

SiC功率模組超低的開關和導通損耗、超高的工作結溫等特性,在實現系統高效率和高頻化方面,起到了決定性作用。

這也是比亞迪旗艦車型漢,成為全球新能源明星產品背後的秘密。

自主研發晶片為比亞迪漢助力 SiC 功率模組先進工藝揭秘

揭開比亞迪晶片的神秘面紗

比亞迪半導體碳化矽SiC功率模組是一款三相全橋拓撲結構的灌封全碳化矽功率模組,主要應用於新能源汽車電機驅動控制器。

它採用奈米銀燒結工藝代替傳統軟釺焊料焊接工藝,提升了高溫可靠性,充分發揮SiC高工作結溫效能。相比傳統焊接產品,可靠性壽命提升5倍以上,連線層熱阻降低95%。

以下有很多陌生的專業術語,看起來有些不明覺厲,所以挺神秘。

奈米銀燒結工藝燒結體具有優異的導電性、導熱性、高粘接強度和高穩定性等特點,應用該工藝燒結的模組可以在高溫狀態下長期工作。

奈米銀燒結工藝在晶片燒結層形成可靠的機械連線和電連線,半導體模組的熱阻和內阻均會降低,整體提升模組效能及可靠性。

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奈米銀燒結與傳統焊料燒結對比圖

SiC晶片正面互聯,採用了先進的Cu clip bonding工藝,提高了SiC模組的過流能力,增強了散熱效能,抑制了晶片的溫度提升。

採用超聲波焊接工藝連線絕緣基板金屬塊與外部電極,減小模組雜散電感,並增強過流及散熱能力。

材料選擇,採用氮化矽AMB(活性金屬釺焊)陶瓷覆銅基板,大幅降低熱阻,良好的散熱提升了晶片使用壽命。

總之,比亞迪半導體碳化矽SiC功率模組工藝先進,技術頂尖,材質優異。煉成經歷,非同一般。

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超聲波焊接圖

多年媳婦熬成婆 多年心血流成河 技術積澱成就晶片

十幾年技術積澱,形成了比亞迪的晶片研發實力。

憑藉獨到的遠見卓識、多年的功率器件設計經驗和集團汽車級應用平臺資源,比亞迪半導體率先進軍SiC功率器件研發領域,現已成為國內首批自主研發並量產應用SiC器件的半導體公司。

比亞迪漢橫空出世,標誌著在SiC器件領域,比亞迪半導體已實現SiC模組在新能源汽車高階車型電機驅動控制器中的規模化應用,其自主研發製造的高效能碳化矽功率模組,是全球首家、國內唯一實現在電機驅動控制器中大批次裝車的SiC三相全橋模組。

公開資料顯示,2004年,比亞迪微電子公司註冊成立。據稱,比亞迪半導體將來最核心的產品將是IGBT(絕緣柵雙極電晶體)。在電動車上,IGBT的作用是交流電和直流電的轉換,同時還承擔電壓的高低轉換功能,這被認為是電動車的核心技術之一。

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2008年,比亞迪冒著巨大風險以2億元收購了鉅虧中的寧波中緯,今天看來這是其半導體發展的關鍵一步。2010年,比亞迪自造的1。0代IGBT晶片問世。2013年,2。0代晶片正式裝車比亞迪e6。2014年,完成微電子與光電子部門整合。2018年,比亞迪微電子釋出全新一代車規級IGBT4。0晶片。2020年,比亞迪微電子更名為比亞迪半導體有限公司。佈局晶片17年,值此全球“缺芯”之際,比亞迪大顯身手。

現在,比亞迪半導體已經發展到了成為令國外巨頭都顫抖的對手。曾經德國博世的剎車系統要2000元一套,但是後來比亞迪自研了剎車系統,博世瞬間從2000元降到800。

目前,在新能源領域,比亞迪幾乎已經覆蓋了晶片設計、晶圓製造、封裝測試、整車測試和下游應用全產業鏈晶片的研發與製造。已成功量產觸控類MCU、BMS前端檢測晶片、電池保護IC與驅動IC;在消費領域,其嵌入式指紋晶片、CIS和電磁感測器等。

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經過十餘年的研發積累和與新能源汽車領域的規模化應用,比亞迪半導體擁有了充足的技術儲備和豐富的產品型別,與來自汽車、消費和工業領域的客戶建立了長期緊密的業務聯絡,成為國內自主可控的高效、智慧、整合的車規級IGBT領導廠商。比亞迪半導體多款IPM、PIM產品更成功匯入國際國內知名品牌。近期,DIP25 15A以及PIM系列產品獲得知名廠商認可,並已成功匯入山東某知名家電品牌,開始持續量產供貨中。

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比亞迪不僅是新能源車巨擘,還是半導體研發製造大鱷。有強大的晶片研發製造實力作支撐,比亞迪新車好車魚貫而出,明星爆款接二連三,精品高階效能強大,也就不足為奇了。期待比亞迪以更好的產品,給消費者帶來幸福的體驗和豪華的享受。