提供基于碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）的耐高溫、長(zhǎng)壽命的高效、緊湊電機(jī)驅(qū)動(dòng)和智能功率模塊解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商CISSOID S. A.（CISSOID），和中國(guó)先進(jìn)電動(dòng)汽車動(dòng)力總成制造商 - 深圳市依思普林科技有限公司（依思普林）今日共同宣布：雙方已達(dá)成戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，將共同開(kāi)展研發(fā)項(xiàng)目，使碳化硅功率器件的優(yōu)良性能在電動(dòng)汽車動(dòng)力總成領(lǐng)域得以充分發(fā)揮，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車動(dòng)力總成的全面優(yōu)化和深度集成。
電動(dòng)汽車的動(dòng)力總成（包括電機(jī)、電控和變速箱）已走向三合一，但目前的整合僅僅是在結(jié)構(gòu)上的堆疊，尚屬于弱整合。根本原因之一在于不同部位有不同的溫度控制需求，例如，電機(jī)的一般長(zhǎng)期工作耐受溫度可達(dá)150℃左右（特殊高溫電機(jī)可達(dá)更高額定工作溫度），而電控箱的一般長(zhǎng)期工作耐受溫度可達(dá)70-85℃左右，這即是目前普通體硅器件能夠保證長(zhǎng)期可靠工作的溫度范圍。然而，隨著先天耐高溫的碳化硅功率器件的普及，未來(lái)在電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)上，動(dòng)力總成的全面優(yōu)化和深度整合是必然的趨勢(shì)，因?yàn)椋@樣可能使體積減少約三分之一，重量減少約三分之一，內(nèi)耗減少約三分之一，并有可能使總成本壓縮2至4倍。
依思普林作為中國(guó)提供電動(dòng)汽車先進(jìn)動(dòng)力總成解決方案的領(lǐng)先公司，尤其是在功率模塊封裝的設(shè)計(jì)和制造等方面擁有出色的技術(shù)專長(zhǎng)。CISSOID公司來(lái)自比利時(shí)，是高溫半導(dǎo)體解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者，專為極端溫度與惡劣環(huán)境下的電源管理、功率轉(zhuǎn)換與信號(hào)調(diào)節(jié)提供標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品與定制解決方案。此次兩家公司開(kāi)展合作將有助于發(fā)揮雙方的優(yōu)勢(shì)，為中國(guó)的電動(dòng)汽車領(lǐng)域提供先進(jìn)的、全面優(yōu)化的、深度集成的動(dòng)力總成產(chǎn)品和解決方案。
“我們非常榮幸與依思普林公司開(kāi)展深入合作，并已在我們的耐高溫三相SiC智能功率模塊（IPM）產(chǎn)品中采用了其具專利的DWC3封裝設(shè)計(jì)”，CISSOID首席技術(shù)官Pierre Delette先生表示，“我們的技術(shù)評(píng)估表明，依思普林的新型DWC3封裝設(shè)計(jì)在許多方面超越了傳統(tǒng)的HPD封裝，尤其是更加精巧，便于高密度緊湊安裝。我們將進(jìn)一步合作共同開(kāi)發(fā)更高功率密度的方案，以助力電動(dòng)汽車動(dòng)力總成的全面優(yōu)化和深度整合。”
“我們一直在致力于動(dòng)力總成的優(yōu)化和集成，以追求最小重量、最小體積、最高效率、及最低成本”，依思普林公司總經(jīng)理張杰夫先生表示，“Cissoid公司的卓越高溫半導(dǎo)體技術(shù)為電動(dòng)汽車動(dòng)力總成更進(jìn)一步的全面優(yōu)化和深度整合奠定了基礎(chǔ)，可使電動(dòng)汽車的動(dòng)力總成更加緊湊，液冷系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單化；甚至在某些中低功率車型上，可完全放棄水冷，而采用結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化的風(fēng)冷。動(dòng)力總成的高度集成和冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)化將不僅使電動(dòng)車的成本大大降低，且為電動(dòng)汽車的整體設(shè)計(jì)擴(kuò)展了空間。”
Yole Development的市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告表明，自硅基功率半導(dǎo)體器件誕生以來(lái)，應(yīng)用的需求一直推動(dòng)著結(jié)溫的升高，目前已達(dá)到150℃。第三代寬禁帶半導(dǎo)體器件（如SiC）的出現(xiàn)且已日趨成熟并全面商業(yè)化普及，其獨(dú)特的耐高溫性能正在加速推動(dòng)結(jié)溫從目前的150℃邁向175℃，未來(lái)將進(jìn)軍200℃。借助于SiC的獨(dú)特耐高溫特性和低開(kāi)關(guān)損耗優(yōu)勢(shì)，這一結(jié)溫不斷提升的趨勢(shì)將大大改變電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)格局。這一設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變反映在電動(dòng)汽車領(lǐng)域中，即是不斷追求動(dòng)力總成的全面優(yōu)化和深度集成的趨勢(shì)。
自2014年以來(lái)，美國(guó)能源部在DoE2025和USDRIVE項(xiàng)目序列中資助了一系列寬禁帶半導(dǎo)體（WBG）的基礎(chǔ)材料、器件設(shè)計(jì)和應(yīng)用系統(tǒng)的探索性研究，其中USDRIVE對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)類應(yīng)用（ETDS）提出了極高的功率密度指標(biāo)，要求到2025年功率驅(qū)動(dòng)總成部分（含電機(jī)和牽引驅(qū)動(dòng)器）要達(dá)到33kW/L ,是2020年已有實(shí)現(xiàn)方式的8倍（4kW/L）；同時(shí)，要求成本下降到6USD/kW，從而實(shí)現(xiàn)與內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力的可比性。
基于SiC器件的耐高溫特性，美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）和德國(guó)弗勞恩霍夫IISB研究所等機(jī)構(gòu)，不約而同地把電力牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)離散化，并融合到了電機(jī)的軸端或筒體上，實(shí)現(xiàn)了深度集成的機(jī)電一體化，從而顯著地縮小了電力驅(qū)動(dòng)總成的體積和重量，提高了功率密度。集成度的增加也要求零部件都要耐受150℃或以上的高溫。
根據(jù)英國(guó)研究公司LMC Automotive的數(shù)據(jù)和其它相關(guān)研究，2021年全球電動(dòng)車產(chǎn)量為399萬(wàn)輛。其中，中國(guó)排名第一，占總數(shù)的57.4%。有別于傳統(tǒng)燃油車，電動(dòng)汽車已越來(lái)越類似于其它消費(fèi)類電子產(chǎn)品，技術(shù)更新的速度非常快。我們相信，兩家公司開(kāi)展深度合作將有助于發(fā)揮雙方的優(yōu)勢(shì)，為中國(guó)的電動(dòng)汽車領(lǐng)域提供先進(jìn)的動(dòng)力總成產(chǎn)品和解決方案。
