近日，全球半導(dǎo)體頭部廠商英飛凌發(fā)布消息稱在200mm 碳化硅(SiC)產(chǎn)品路線圖上取得重大進展。公司將于2025年第一季度向客戶提供首批基于先進的200mm SiC技術(shù)的產(chǎn)品。將為高壓應(yīng)用領(lǐng)域提供先進的SiC功率技術(shù)，包括可再生能源系統(tǒng)、鐵路運輸和電動汽車等。

此外，英飛凌位于馬來西亞居林的生產(chǎn)基地正在從150mm晶圓向直徑更大、更高效的200mm晶圓過渡。

英飛凌200mm SiC晶圓，圖源：“英飛凌官微”

碳化硅是一種寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有高擊穿場強、高熱導(dǎo)率、低導(dǎo)通電阻等特性，如今已經(jīng)廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域。

尤其在新能源汽車的電機應(yīng)用領(lǐng)域，使用SiC MOSFET的主驅(qū)逆變器能夠?qū)崿F(xiàn)更高的逆變器效率、更小的系統(tǒng)尺寸和更長的行駛里程。例如，采用1200V SiC MOSFET的800V系統(tǒng)，逆變器能耗降低69%，整車能耗降低7.6%，這種高效的能量轉(zhuǎn)換對于延長電池續(xù)航里程和降低能耗至關(guān)重要。

碳化硅器件可以在高達200℃的環(huán)境下穩(wěn)定工作，而傳統(tǒng)硅器件通常不超過150℃。這種高溫穩(wěn)定性減少了對散熱系統(tǒng)的需求，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。

除了碳化硅材料的進步，當下電機行業(yè)在技術(shù)和解決方案上主要發(fā)展方向是什么?

01 | 電機如何通過技術(shù)進步提高智能化、優(yōu)化能耗?

當前，電機發(fā)展趨勢主要是從多個技術(shù)維度的創(chuàng)新來實現(xiàn)更加智能化、集成化和能耗優(yōu)化的電機方案。

電器-電機產(chǎn)品的電磁兼容性設(shè)計與整改

電機在運行過程中會產(chǎn)生電磁干擾(EMI)，這些干擾可能會影響自身或其他電子設(shè)備的正常工作。因此，通過電磁兼容性設(shè)計與整改，可以有效降低干擾，確保設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境中穩(wěn)定運行。

隨著電子設(shè)備的普及和復(fù)雜性的增加，電磁環(huán)境變得更加復(fù)雜。通過EMC設(shè)計與整改，電機產(chǎn)品能夠更好地適應(yīng)這種復(fù)雜環(huán)境，確保其在各種應(yīng)用場景中的可靠性和兼容性。

良好的電磁兼容性設(shè)計不僅能提高產(chǎn)品的可靠性和性能，還能降低因電磁干擾導(dǎo)致的故障率。這有助于提升產(chǎn)品的市場競爭力，增強用戶信任。

電機產(chǎn)品的EMC設(shè)計與整改是一項系統(tǒng)工程，涉及電子設(shè)計、材料選擇和工藝制造等多個方面。當下主要向干擾源控制、濾波設(shè)計、吸收電磁波等方向進行設(shè)計與優(yōu)化，通過科學的測試方法和有效的整改措施，可以顯著提升電機控制器的電磁兼容性能，確保其在復(fù)雜電磁環(huán)境中的穩(wěn)定運行。

未來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展和電磁環(huán)境的日益復(fù)雜，EMC設(shè)計與整改將面臨更多挑戰(zhàn)，需要不斷探索新的電機技術(shù)和電機方法。

伺服電機

伺服電機正在成為現(xiàn)代工業(yè)自動化和精密加工中不可或缺的核心部件。

伺服電機技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)極高的定位精度和速度控制精度。伺服電機通過閉環(huán)控制系統(tǒng)和高精度編碼器反饋，伺服電機可以精確地控制轉(zhuǎn)速和位置，甚至可以達到微米級的定位精度。這種高精度特性使其在數(shù)控機床、機器人關(guān)節(jié)等需要精確運動控制的場合中不可或缺。

同時，伺服電機通常采用無刷設(shè)計，具有較高的效率和較低的能耗。與傳統(tǒng)電機相比，伺服電機在運行過程中能夠顯著降低能量損耗，同時伺服電機能夠減少發(fā)熱和噪音。這種高效節(jié)能特性使伺服電機在長期運行的應(yīng)用中更具經(jīng)濟優(yōu)勢。

如今，伺服電機技術(shù)不斷創(chuàng)新，呈現(xiàn)出高精度、高性能、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢。隨著工業(yè)自動化和智能制造的推進，市場對伺服電機的性能要求越來越高，企業(yè)需要通過技術(shù)創(chuàng)新來滿足這些需求。

高性能直流電機方案

高性能直流電機(BLDC)解決方案在現(xiàn)代工業(yè)和消費電子領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值，BLDC電機能夠滿足工業(yè)自動化、交通運輸和醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域的高精度、高效率和高可靠性需求，是未來電機技術(shù)發(fā)展的重要方向。

采用無刷直流電機技術(shù)，其核心優(yōu)勢在于高效、低噪音、高可靠性和精確電機控制。

當下，BLDC電機正在通過集成傳感器和通信模塊，實現(xiàn)電機的遠程監(jiān)控、故障預(yù)警和智能調(diào)度，實現(xiàn)更加智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展;此外，BLDC還采用變頻調(diào)速、能耗回饋和智能節(jié)能控制技術(shù)，降低電機運行中的能耗;通過優(yōu)化電機結(jié)構(gòu)和采用高性能材料，進一步減小電機體積，提高功率密度也是當下BLDC的一大發(fā)展趨勢。

高性能直流電機解決方案通過電機技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)優(yōu)化，能夠滿足工業(yè)自動化、交通運輸和醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域的高精度、高效率和高可靠性需求，是未來電機技術(shù)發(fā)展的重要方向。

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審核編輯 黃宇