工研院發表車用驅動碳化矽功率模組
【記者戴欣怡/新竹報導】 2025/01/23

▲工研院二十二於日本國際電子製造關連展(NEPCON JAPAN)發表車用碳化矽(SiC)技術解決方案。左起:工研院電光系統所管理師鄭怡君、工研院電光系統所副組長曾育潔、工研院電光系統所副組長顏志泓、工研院電光系統所經理陳華茂。
工研院挺進亞洲最大國際電子展!工研院昨(二十二)日於日本國際電子製造關連展(NEPCON JAPAN)發表車用碳化矽(SiC)技術解決方案,並以「電動車驅動及充電方案」、「功率氮化鎵(GaN)」、「功率氧化鎵(Ga2O3)」以及「四百kW大電力直流變壓器」四大專區,展示逾十項新一代寬能隙功率半導體前瞻技術成果,吸引逾八人次參觀及眾多車輛零件商、車廠製造商洽談合作,顯現臺灣車載半導體的元件設計到驗證能力深受國際肯定。

工研院電子與光電系統研究所所長張世杰表示,電動車是淨零運輸的主流,為了符合低碳永續趨勢又要兼具續航力,且能在高壓、高溫下穩定運行,具備更高的功率密度的寬能隙化合物半導體(Wide-bandgap Semiconductor;WBG)材料之一碳化矽(SiC),成為目前電動車技術深受關注的元件材料。工研院長期投入化合物功率半導體的發展,提供完整且高轉換效率的「車載碳化矽技術解決方案」,涵蓋碳化矽功率元件與模組化、馬達驅動、車載充電與充電樁等電動車核心技術,本次展出與台達共同開發的碳化矽功率模組,是具備提升電動車動力效能、延長續航能力、加速充電設備發展的最新車載半導體技術,期盼接軌國際市場趨勢,打入歐美日汽車產業關鍵客戶,實現經濟與環境效益雙贏。

「一千二百V/六百六十AT2系列碳化矽功率模組」採用碳化矽功率半導體製程,主要應用於牽引變頻器(Traction Inverter),可加強散熱效果並降低耗能,同時提高系統功率密度,有效降低變頻器產品的體積與重量,延長電動車續航里程,並提升車輛加速與動力輸出。目前「一千二百V/六百六十AT2系列碳化矽功率模組」已通過可靠度測試,亦由工研院支援模組優化設計及驗證,推升臺灣碳化矽功率模組進軍國際車用市場契機。此外,現場亦展示台達為充電樁開發的碳化矽C1系列模組,展現臺廠技術發展能量及積極進入車廠供應鏈的決心與實力。

在「四百kW大電力直流變壓器」展區中,也展出工研院與美國阿肯色大學(University of Arkansas;UA)合作,透過工研院開發的三點三kV碳化矽功率模組整合於400kW直流變壓器。此變壓器進行系統效能的驗證,證實同樣於直流電壓一千八百V、電流三七五A、操作溫度一百五十℃的條件下,模組切換損失比商用模組節省百分三十,系統效率並可達到百分之九十八以上的效能,將推升未來再生能源及儲能等超高電壓的電力轉換系統應用升級。

工研院致力下世代功率元件的設計開發,本次展出利用先進製程產出的「氮化鎵」、「氧化鎵」等功率元件,已有不少國內外車用零組件廠商聯繫與洽詢。面對新時代的機會與挑戰,工研院持續聚焦市場新價值、新需求,擬定《二○三五技術策略與藍圖》作為研發方向,並發展「智慧化致能技術」以促成智慧車輛應用領域,深化跨領域合作優勢,用技術研發推進產業經濟與社會永續發展,持續與國內外夥伴深化合作,加速技術商業化與應用推廣,為電動車與半導體產業注入更多動能。