創新平臺/催生碳化矽技術 研發蹲馬步
電動車已成爲全球淨零運輸的浪潮,也帶動碳化矽(SiC)技術成爲產業佈局焦點。工研院在經濟部產業技術司支持下,歷經四年研發,攜手電動車動力系統新創「捷能動力科技」開發出高功率密度三合一動力系統,從晶片、功率模組到動力系統,一體化MIT打造,並通過第三方動力系統測試,展現臺灣碳化矽技術於高電壓、高功率車用動力系統的研發實力與應用潛力。
工研院電光系統所副組長曾育潔表示,工研院鑽研功率模組封裝已逾15年,近年因電動車浪潮,碳化矽半導體成爲顯學。在電動車三電系統(驅動、電池、電控)中,與捷能動力科技推出三合一動力系統,最核心的就是減速器、變流器以及馬達,而使三者能有效率的分工合作,碳化矽功率模組十分關鍵。
由於電動車模組一顆就內含48顆碳化矽晶片,必須經過嚴苛的功率循環、溫度循環、高溫高溼(低溫攝氏負55度C、高溫攝氏175度運作正常)考驗,還要歷經八萬小時的運作不失誤,最終才能符合上市資格,相當具有挑戰。
工研院踏入碳化矽的動力系統開發,也是意外,一開始是一家臺廠接到美國客戶要求生產車用變流器,但能效盼可媲美歐洲廠商,這家臺廠很頭痛因此找上工研院尋求協助。
工研院研發團隊陪着業者「蹲馬步」練基本功,從選用晶片,到功效組裝,並一一拆解運轉不順、功率等問題。
經過長達三年時間,克服設計不良、漏電、電力損耗等各種魔王關卡,終於幫助業者拿下美國訂單。
有了此技術基礎,團隊猶如吃下定心丸,決定繼續投入MIT動力系統的研發,與捷能共同合作。
起初,團隊將碳化矽功率模組放入系統後,隨即就發現模組、晶片、系統之間相容出現問題,發生晶片過熱、系統故障,得逐一地毯式耐心檢查,調整最適參數。
歷經超過300天緊鑼密鼓的調教測試,終於完成開發,不僅符合國際標準,取得結構、外觀等專利,且佈局臺灣、歐美等市場。除了凸顯臺灣MIT碳化矽技術的堅強實力,更證明臺灣在車載半導體的元件具有全製程實力,可望持續帶動國內外大廠洽談合作,加速臺廠轉型升級與國際化佈局。