電動車想要30分鐘甚至10分鐘充飽電,就必須瞬間通過大量電流,而現行材料都無法負載,須使用碳化矽或氮化鎵。特斯拉在2018年首開風氣之先,在Model 3主驅逆變器(inverter)中採用碳化矽(SiC)後,逆變器重量僅有4.8公斤,不到日產電動車Leaf傳統製程逆變器一半重量,讓業界爭相效法,改用碳化矽製作的MOSFETS元件,取代過去矽基(Si)的絕緣柵雙極型電晶體(IGBT,Insulated Gate Bipolar Transistor)。碳化矽是一種第三代半導體材料,可以滿足電子技術對高溫、高功率、高壓、高頻、微型輕量化抗輻射等惡劣條件的要求,用在電動車、5G、6G以及航空。市場研究機構Yole Développement預計,到2024年,SiC功率半導體市場規模將增長至20億美元。
功率模組(Power Module)是電動車動力系統電源轉換關鍵組件。與傳統油車不同的是由於電動車驅動功率高,電源轉換產生的高熱對系統效能及可靠度影響非常大。新一代化合物半導體碳化矽功率元件由於功耗低、切換速度快等優點在電動車應用受到重視。本課程介紹電動車功率模組散熱技術及新一代碳化矽功率模組的應用。