意法半導(dǎo)體和空客達(dá)成合作，SiC和GaN將登上飛機(jī)

根據(jù)外媒消息，空客已同意與意法半導(dǎo)體簽署了一項(xiàng)協(xié)議，旨在探索寬禁帶半導(dǎo)體材料對(duì)飛機(jī)電氣化的好處，雙方將專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)適用于空客航空航天應(yīng)用的SiC和GaN器件、封裝和模塊。

空中客車(chē)首席技術(shù)官Sabine Klauke表示：意法半導(dǎo)體的電力電子專(zhuān)業(yè)知識(shí)與空中客車(chē)的飛機(jī)和VTOL電氣化相結(jié)合，將加速實(shí)現(xiàn)世界上第一架氫動(dòng)力商用飛機(jī)以及全電動(dòng)城市空中交通。

目前沒(méi)有提供有關(guān)兩家公司將在該計(jì)劃上花費(fèi)的時(shí)間范圍或金額的詳細(xì)信息。兩家公司表示，這項(xiàng)工作將包括開(kāi)發(fā)電動(dòng)機(jī)控制單元、高壓和低壓電源轉(zhuǎn)換器以及無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)。

對(duì)于空客來(lái)說(shuō)，將SiC和GaN等半導(dǎo)體材料帶入飛機(jī)是脫碳飛行的重要一步，目前空客正在探索一種混合動(dòng)力電力推進(jìn)的技術(shù)，用于提升飛機(jī)的能源利用效率的同時(shí)，并將二氧化碳的排放降低。而SiC和GaN等寬禁帶半導(dǎo)體器件的引入可以讓飛機(jī)的電氣系統(tǒng)在集成、性能、效率以及組件尺寸和重量方面獲得巨大改進(jìn)。

作為全球商用客機(jī)龍頭，空客在過(guò)去多年時(shí)間里，一直致力于布局SiC和GaN等材料，其與德國(guó)萊茵大學(xué)進(jìn)行合作，共同研究如何利用GaN半導(dǎo)體技術(shù)來(lái)提高航空電子設(shè)備的效能和性能。此外，其主導(dǎo)的GAINS項(xiàng)目，由歐盟資助并且意法半導(dǎo)體等共同參與，目標(biāo)是利用GaN技術(shù)來(lái)提高飛機(jī)電力傳輸和控制系統(tǒng)的效率和性能。

而在SiC領(lǐng)域，空客與法國(guó)的CNRS（國(guó)家科學(xué)研究中心）合作，共同開(kāi)展碳化硅材料的研究，并探索其在航空航天領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。此外，波音787 Dreamliner的電力系統(tǒng)中也使用SiC器件用于減輕飛機(jī)的重量并提高燃油效率。

SiC除了被用在電力電子系統(tǒng)中之外，還被用在機(jī)身材料中，以空客的輕型直升機(jī)H160為例，該機(jī)型在設(shè)計(jì)中采用了碳化硅陶瓷復(fù)合材料制造的主旋翼槳葉。這種材料的使用可以減輕重量、提高效率，并提供更好的耐久性和耐腐蝕性能。

此外，在空客A320 NEO飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)上，也采用了SiC纖維陶瓷。日本在2017年也研發(fā)出了一種SiC復(fù)合材料，其強(qiáng)度是普通合金的兩倍，耐熱性提升20%，重量輕了三分之二。

由于SiC的耐高溫、輕量化、高功率密度以及高頻等特性其成為航空電子系統(tǒng)中的理想選擇，此次意法半導(dǎo)體與空客的合作是SiC在飛機(jī)應(yīng)用的初探，未來(lái)隨著SiC技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，SiC在飛機(jī)上的應(yīng)用將得到進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。