编辑/朱琳编辑/刘宝华设计/赵浩然来源/彭博社，作者：伊恩·金，加布里埃尔·科波拉随着汽车制造商竞相制造续航里程更长、充电时间更短的电动汽车，芯片行业向他们发出了一个信息：你犯了错误。半导体公司正在敦促电动汽车制造商放弃传统的硅片，改用提高汽车效率的材料，这有助于缓解消费者的“里程焦虑”，并有一天使充电速度与加油站加油一样快。然而，目前还没有就使用哪种方法达成一致。碳化硅是领先者，氮化镓是主要竞争对手。这些新材料是什么？顾名思义，碳化硅由硅和碳两种元素组成。它作为功率转换器的更好性能意味着使用这种材料的芯片可以移动能量，同时减少传输过程中的能量损失。氮化镓也是如此，它由镓和氮组成。与碳化硅一样，氮化镓也比传统的硅具有显著的优势。支持者表示，这可以将充电时间缩短一半。
在汽车行业正经历一个多世纪以来最大的变革之际，选择正确的技术尤为重要。世界各地的制造商都在竞相放弃内燃机，甚至福特汽车公司的野马和通用汽车的悍马等标志性的汽油时代车型也在推出带电池的车型。与此同时，芯片对汽车的工作方式越来越重要，涵盖了从动力系统到安全气囊的所有方面。这一点在2021变得非常明显，因为汽车制造商由于无法找到足够的硅而被迫限制生产，并让经销商空置。然而，让汽车制造商加入新技术对于将电动汽车提升到新水平至关重要。法国半导体分析公司Yole Dévelopment的总裁兼首席执行官让-克里斯托弗·埃洛伊表示，“对于汽车制造商来说，这是一个巨大的学习曲线。一个好的电池、一个好逆变器和一个好电机不能给你一辆好的电动汽车。”普通汽车配备1400个半导体，控制从安全气囊到发动机的一切。现代汽车离不开芯片▼
埃洛伊说，好消息是，作为最早推动电动汽车在行业中被接受的公司之一，特斯拉也可能有助于推动这一转变。使用碳化硅可以更快地向电池注入能量，减少充电时间。此外，它还提供了更长的续航里程，因为汽车可以利用驱动电机所需的能量，从而减少电力泄漏并避免浪费。全球最大的汽车芯片制造商英飞凌科技预测，到2025年，碳化硅在电动汽车电源芯片市场的份额将超过30%。英飞凌汽车高功率解决方案部门负责人Stefan Zizara表示：“碳化硅可以带来显著优势，将续航里程提高5%至10%。”
一些制造商已经接受了这个概念。通用汽车公司正在其Ultium电动汽车电池平台上使用碳化硅设备，该平台是其未来所有电动汽车的基础。最早推出普锐斯混合动力汽车的丰田汽车公司在氢动力丰田Mirai中使用了碳化硅，其供应商Electric Assembly也将这种芯片植入了其他汽车生产线。Stellantis最近表示，该公司可能在电力逆变器中使用碳化硅，这将是全球大规模生产新一代电动汽车的关键。一些公司，如通用汽车公司，正在对双方下注。他们也在研究氮化镓的未来用途。氮化镓是一个相对较新的进入者，目前尚不清楚它将发挥什么作用。英飞凌希望它能补充其他技术。其他公司将其定位为碳化硅的竞争对手。宝马于9月初签署了一项协议，从GaN系统公司获得价值2.5亿美元的此类芯片。
氮化镓芯片可以将充电时间从11.3小时减少到4.7小时，在该过程中节省70%的能源。它还可以使车辆的里程数增加5%，并且使用更少的电池。这是数据f……
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拼音 双语对照m初创的纳米半导体公司。该公司告诉投资者，到2026年，氮化镓芯片将占功率半导体市场的16%，而2020年这一比例不到1%。汽车制造商花了几年时间才熟悉新技术。京津电气北美公司副总裁Michael Duhem表示，十多年前首次向汽车制造商提供碳化硅时，他们以“极其昂贵”为由避免使用。京津电气北美有限公司是一家位于密歇根州特洛伊市的中国电力传输系统制造商。他说，当时的典型反应是，“我为什么要这样做？太疯狂了。”现在，这种材料正在进入高端汽车行业，在那里，成本被性能优势所压倒。然而，仍有一些痛苦的权衡。传统的硅基芯片每年生产数十亿美元，这项技术已经主导了50年，为其生产创造了巨大的全球基础设施，降低了成本。汽车半导体市场增长迅速
碳化硅晶片是制造新型芯片的基本材料。目前，只有Kerry公司等少数公司生产此类晶圆，生产过程仍然困难，成本也很高。其中一个障碍是材料本身，必须通过化学过程从籽晶中生长出来。能够产生所需纯度的晶体相对较少。任何杂质都可能导致晶片和芯片效率低下。9月，Kerry的竞争对手Ansemy Semiconductor同意以4.15亿美元收购吉利先进技术，以收购其碳化硅供应商，突显出这种材料的稀缺性。这笔交易使Ansemy能够获得原材料。Kerry估计，碳化硅部件可能会使汽车成本增加200美元。但这项新技术的支持者表示，由于汽车不需要那么多电池，成本很快就会收回埃洛伊说，这表明汽车制造商需要在他们使用的芯片上投入更多的精力。“如果你想节省成本，如果你想增加里程，如果你想要做所有这些优化，你需要参与半导体行业，”他说。
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