国产碳化硅(SiC)MOSFET功率模块在低空经济中的电动垂直起降飞行器(eVTOL)领域扮演着关键角色,其技术优势与低空经济的需求高度契合,倾佳电子杨茜归纳为以下五大方面的具体作用:
倾佳电子杨茜致力于推动SiC碳化硅模块在电力电子应用中全面取代IGBT模块,助力电力电子行业自主可控和产业升级!
倾佳电子杨茜咬住SiC碳化硅MOSFET功率器件三个必然,勇立功率半导体器件变革潮头:
倾佳电子杨茜咬住SiC碳化硅MOSFET模块全面取代IGBT模块的必然趋势!
倾佳电子杨茜咬住SiC碳化硅MOSFET单管全面取代IGBT单管的必然趋势!
倾佳电子杨茜咬住650V SiC碳化硅MOSFET单管全面取代SJ超结MOSFET和高压GaN 器件的必然趋势!
**1. 提升动力系统效率与续航能力
低损耗与高频特性:
SiC MOSFET的开关损耗和导通损耗远低于传统硅基IGBT,尤其在eVTOL高频运行的电机驱动系统中,可将逆变器效率提升3%-5%,显著延长飞行器续航时间(单次充电航程增加10%-15%)。
支持高电压平台:
SiC模块可适配800V及以上高压电气架构,降低传输电流、减少线缆重量(轻量化达30%),同时支持超快充技术(充电时间缩短至15分钟以内),满足eVTOL高频次、快速补能的需求。
**2. 轻量化与空间优化
功率密度革命:
SiC器件的高温耐受性(工作温度可达200°C以上)允许简化散热系统,结合高频特性减少无源器件(如电感、电容)体积,使电驱系统重量降低20%-30%,助力eVTOL实现更高载重比。
紧凑化设计:
在eVTOL狭小的机身空间内,SiC功率模块的紧凑封装(如双面散热、芯片嵌入技术)可节省50%以上的安装空间,为电池、飞控系统腾出更多布局自由度。
**3. 增强系统可靠性与安全性
抗高温与抗辐射能力:
SiC材料本身的高热导率(3.7 W/cm·K,为硅的3倍)和耐辐射特性,可确保eVTOL在复杂气候条件(如高海拔低温、强紫外线)下的稳定运行,降低因器件过热导致的故障风险。
长寿命与低维护:
SiC MOSFET的栅氧可靠性更高,结合国产模块在封装工艺上的改进(如银烧结技术),寿命可达传统IGBT的5倍以上,减少eVTOL运营中的维护成本。
**4. 推动国产eVTOL产业链自主可控
打破进口依赖:
国产SiC模块(如BASiC基本股份)与进口器件性能接近且价格更低,使国内eVTOL厂商摆脱对海外供应链的依赖,降低地缘政治风险。
协同创新生态:
本土SiC企业(如BASiC基本股份)与eVTOL整机厂联合开发定制化模块(如耐振动封装、抗EMI设计),加速技术迭代,形成“材料-器件-整机”一体化创新链。
**5. 加速低空经济商业化落地
降低综合成本:
SiC模块(如BASiC基本股份)的高效特性可减少电池容量需求(相同航程下电池成本降低8%-12%),叠加国产化带来的价格优势,使eVTOL单机成本下降15%-20%,推动规模化应用。
拓展应用场景:
轻量化、长续航的eVTOL可延伸至物流运输(如无人机货运)、应急救援、空中观光等领域,SiC模块技术(如BASiC基本股份)的成熟为低空经济开辟千亿级市场空间。
技术挑战与应对
电磁兼容性(EMI)优化:
SiC高频开关可能引发电磁干扰,需通过优化驱动电路(如主动门极控制)和封装设计(如集成滤波功能)解决。
BASiC基本股份针对多种应用场景研发推出门极驱动芯片,可适应不同的功率器件和终端应用。BASiC基本股份的门极驱动芯片包括隔离驱动芯片和低边驱动芯片,绝缘最大浪涌耐压可达8000V,驱动峰值电流高达正负15A,可支持耐压1700V以内功率器件的门极驱动需求。
BASiC基本股份低边驱动芯片可以广泛应用于PFC、DCDC、同步整流,反激等领域的低边功率器件的驱动或在变压器隔离驱动中用于驱动变压器,适配系统功率从百瓦级到几十千瓦不等。
BASiC基本股份推出正激 DCDC 开关电源芯片BTP1521xx,该芯片集成上电软启动功能、过温保护功能,输出功率可达6W。芯片工作频率通过OSC 脚设定,最高工作频率可达1.5MHz,非常适合给隔离驱动芯片副边电源供电。
航空级认证突破:
国产SiC模块需通过DO-254/DO-160等航空电子标准认证,目前已有企业联合民航局制定本土化测试体系。
极端环境验证:
针对eVTOL面临的振动、高湿、盐雾等复杂工况,需开发增强型封装工艺(如真空灌封、三维堆叠结构)。
未来趋势:SiC与eVTOL的共生演进
2025年前:国产SiC模块(比如BASiC基本股份)在eVTOL中的采用率将达30%,成为主流配置,支撑首批商业化航线运营。
2030年愿景:
随着8英寸SiC衬底量产和智能功率模块(IPM)普及,eVTOL电驱系统功率密度突破20kW/kg,城市空中交通网络初步成形。
总结
国产碳化硅MOSFET功率模块(比如BASiC基本股份)通过效率跃升、轻量化、高可靠性和成本优势,正在成为低空经济中eVTOL技术突破的核心驱动力。这一技术不仅重塑飞行器设计逻辑,更将推动中国在新能源航空领域实现从“跟跑”到“领跑”的跨越,为全球低空经济树立“中国标准”。