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因此，必須考慮高效的冷卻機(jī)制，才能在不影響模塊性能、可靠性、效率和使用壽命的前提下，保持連續(xù)輸出的高功率密度。在混合物中引入冷卻技術(shù)可以提高傳熱速率，即半導(dǎo)體器件耗散熱量的速率。然而，這些技術(shù)，可能會增加系統(tǒng)中的壓降或冷卻劑流動(dòng)的阻力水平。這種增加反過來會使系統(tǒng)需要更多能量，來推動(dòng)冷卻流體（在本例中為空氣或液體）在系統(tǒng)中流動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)組件冷卻。

預(yù)計(jì)到 2025 年的時(shí)候，SiC 功率半導(dǎo)體的市場規(guī)?？蛇_(dá)到 33.98 億美元。 其次是適用于高頻場景的氮化鎵（GaN）旗艦，其在手機(jī) / 通訊設(shè)備、平板 / 筆記本電腦上具有相當(dāng)大的應(yīng)用前景。與傳統(tǒng)快充方案相比，GaN 具有更高的功率密度，能夠在更加輕巧、便攜的封裝內(nèi)實(shí)現(xiàn)更快的充電速度。

以逆變器為例，碳化硅模塊代替硅基IGBT后，逆變器輸出功率可增至硅基系統(tǒng)的2.5倍，體積縮小1.5倍，功率密度為原有3.6倍，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)成本整體降低。

特斯拉Model3是第一個(gè)集成全SiC功率模塊的車企，主要采購意法半導(dǎo)體的650V碳化硅功率器件，特斯拉逆變器由24個(gè)1-in-1功率模塊組成，這些模塊組裝在針翅式散熱器上。 比亞迪車規(guī)級的IGBT已經(jīng)走到5代，碳化硅Mosfet已經(jīng)走到3代，第4代正在開發(fā)當(dāng)中，目前在規(guī)劃自建產(chǎn)線。

高功率密度的電機(jī)控制器需要高效的電力轉(zhuǎn)換效率和更高的工作溫度，這對功率器件也提出了更高的要求，如：更低的導(dǎo)通損耗、耐高溫、高導(dǎo)熱能力等。而基于碳化硅（ SiC ）單晶材料的功率器件，具有高頻率、高效率、小體積等優(yōu)點(diǎn)（比 IGBT 功率器件小70%- 80% ），已經(jīng)在特斯拉 Model 3 車型中得到了應(yīng)用。

使用 SiC-MOS 為基礎(chǔ)材料的光伏逆變器，轉(zhuǎn)換效率可從 96%提升至 99% 以上、能量損耗降低 50%以上、設(shè)備循環(huán)壽命提升 50 倍，從而能夠縮小系統(tǒng)體 積、增加功率密度、延長器件使用壽命、降低生產(chǎn)成本。高效、高功率密度、高可 靠和低成本是光伏逆變器的未來發(fā)展趨勢。在組串式和集中式光伏逆變器中，碳化 硅產(chǎn)品預(yù)計(jì)會逐漸替代硅基器件。

IDM 和代工廠需要什么隨著特斯拉的崛起，意法半導(dǎo)體加快了從早期到大批量快速發(fā)展的制程。意法半導(dǎo)體汽車產(chǎn)品集團(tuán)功率晶體管子集團(tuán)項(xiàng)目管理辦公室主任 Giuseppe Arena 表示：“專用于 SiC 的設(shè)備的主要挑戰(zhàn)與晶圓處理有關(guān)，此外還有多個(gè)工藝要求?！?“由于寬帶隙材料固有的化學(xué)物理特性，我們在制造流程中使用了一些新的設(shè)備和工藝。

高功率密度的電機(jī)控制器需要高效的電力轉(zhuǎn)換效率和更高的工作溫度，這對功率器件也提出了更高的要求，如：更低的導(dǎo)通損耗、耐高溫、高導(dǎo)熱能力等。

動(dòng)力電池系統(tǒng)能量密度日益提高，2017-2021年這5年中，三元電池系統(tǒng)能量密度從143Wh/kg提升到206Wh/kg，磷酸鐵鋰電池能量密度從117Wh/kg提高到167.4Wh/kg。電池成本逐步下降，從2017年的1.43元/Wh降到2021年的0.84元/Wh，現(xiàn)在面臨上游原材料價(jià)格上漲的新問題。

圖1 MCU產(chǎn)品示意圖常用的車用半導(dǎo)體芯片主要分為控制類半導(dǎo)體、功率類半導(dǎo)體和傳感器，MCU一般是用于汽車控制的核心芯片。IC Insight數(shù)據(jù)顯示，2019年車規(guī)級MCU銷售額占MCU總銷售額的39%，預(yù)計(jì)車規(guī)級MCU的需求和用量也將進(jìn)一步提升。

儲能可以實(shí)現(xiàn)能量的時(shí)移應(yīng)用，平抑風(fēng)、光的間歇性，即用即發(fā)，通過削峰填谷實(shí)現(xiàn)收益，將電力供需之間的實(shí)時(shí)耦合改為跨時(shí)段耦合，豐富電力平衡的手段，實(shí)現(xiàn)低密度、波動(dòng)性能源的高密度、可控性應(yīng)用，達(dá)到類常規(guī)電源效果，成為高競爭力的能源。這個(gè)說的是“物理儲能”，虛擬電廠是借助“調(diào)度”的概念，做出可挪騰空間的“虛擬儲能”，因此未來的“儲能”或是“虛實(shí)結(jié)合”。

AI與電子產(chǎn)品的結(jié)合需要更先進(jìn)的材料、軟件、硬件以及芯片技術(shù)的快速發(fā)展，那么該類電子產(chǎn)品的功耗和功率密度會遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)普通消費(fèi)電子產(chǎn)品，所以在滿足使用的舒適度和產(chǎn)品的運(yùn)行效率等等因素，熱管理也會成為該類產(chǎn)品的重點(diǎn)，相信未來熱管理的新材料和新技術(shù)在人工智能類的消費(fèi)電子產(chǎn)品也會有自己的一席之地。