近年來，為了追求更高的轉換效率和功率密度，在工業和新能源汽車領域，系統設計人員逐漸開始使用碳化硅器件來代替傳統的基于硅(Si)工藝的IGBT器件。但是，這種替代還處于早期階段。在大多數應用中，包括碳化硅功率模塊和電力驅動組件，仍然使用從IGBT組件繼承的原始配置設計。比如在新能源汽車的電驅動系統中使用SiC  MOSFET時，大部分方案仍然采用IGBT功率模塊的封裝形式，以及體積較大的總線電容和水冷系統；在功率輸出方面，采用了適應IGBT較低開關頻率的低速電機和變速箱(特斯拉model  3新能源汽車甚至采用分立器件封裝，而不是集成功率模塊封裝)。這些條件明顯制約了整個功率驅動組件效率的提高，影響了SiC  MOSFET性能優勢的充分發揮。

為了釋放這些約束，使SiC功率器件充分發揮其突出的性能優勢(高頻、高電壓、高溫、高效率、高功率密度)，需要將SiC功率模塊與電機和電控系統全方位匹配，從而優化整個功率驅動系統。中科院與華中科技大學電氣與電子工程學院的強有力合作，就是要充分發揮各自的優勢和能力，開展前沿技術的研發。合作的要點包括：

l開發適合高開關頻率SiC的小型高速電機及相應的齒輪箱；

l開發與SiC特性相匹配的小型耐高溫電源模塊封裝，在模塊內部芯片布局的設計中力求降低模塊本身的寄生電感；

l為釆用， cissoid耐高溫柵極驅動集成電路設計SiC電源驅動方案，合理布局，使SiC驅動與電源模塊的安裝距離最小，從而使驅動電路的寄生電感最小；

l從整機規劃出發，采用較小的總線電容和冷卻系統，將智能功率模塊、控制器、總線電容和冷卻系統高度集成和小型化，動力總成的轉換效率和能量密度顯著提高。

“無論是研究還是實際工業應用，業界一直在追求電機與電力的完美融合。如今，工業和新能源汽車技術發展迅速，大規模電機和電氣應用將引領和推動這一追求達到極致。”華中科技大學電氣與電子工程學院副教授孔武斌說。“目前，高可靠性SiC器件的應用大大改善了匹配電機的電氣設計；然而，業界原有的基于硅器件的柵極級驅動器在可靠性方面仍然相對較弱，已經成為實現高級應用的瓶頸。CISSOID的高溫半導體芯片和封裝技術，以及其在石油、航空航天等高端應用中積累的高可靠性系統設計經驗，將極大地幫助我們實現完美的電機和電氣一體化設計，以滿足未來的工業和新能源汽車。需求更高。”

“我們很高興與華中科技大學電氣與電子工程學院合作；學院是中國，一流的科研機構，擁有完整的科研創新平臺，承擔了多項國家重大科研項目，不斷推動電機電氣技術的發展，廣泛應用于工業、汽車、航天等領域。雙方的R&D合作將為碳化硅電力電子應用開發完全匹配和完全優化的電機和電子控制系統，旨在提供更好的工業應用，特別是新能源汽車應用產品。”中鋼協首席執行官戴夫赫頓說。“中芯國際一直非常重視與中國半導體行業的整合和發展。我們吸收了中國，的投資，并與中國公司在芯片制造、封裝和測試方面開展了廣泛合作。此次與中國一流科研機構的合作，進一步凸顯了中芯國際力爭廣泛融入中國半導體產業生態的戰略。”

根據中國汽車工業協會發布的數據，在(651，448)之后，中國新能源汽車的產銷量在(651，447)超過了120萬輛，分別為124.2萬輛和120.6萬輛。新能源汽車的發展繼續處于高水平，這使得碳化硅功率器件得到越來越多的關注和應用。然而，隨著功率半導體平均結溫的提高，在使用大量碳化硅功率器件的同時，通過耐高溫驅動器提供良好的配合變得極其重要。中電投與華中科技大學電氣電子工程學院的合作，是利用業界領先的耐高溫驅動器件為SiC功率元件提供支撐，實現電機與電控系統的完美匹配和全面優化，獲得最佳的效率和功率密度。未來，雙方將共同推出高可靠性解決方案，包括高質量和優化的碳化硅智能功率模塊(IPM)以及性能最佳匹配的電機和電控系統的參考設計，以幫助加快中國工業和新能源汽車的發展。