電子發燒友原創 章鷹

近日，美國電動汽車大廠特斯拉在投資者活動日上，動力總成負責人Colin Campbell表示：“為進一步降低車輛成本，計劃在下一代電動汽車動力系統中減少碳化硅（SiC）晶體管75%的使用量。”當天，安森美半導體，ST Microelectronics和Wolfspeed的股價下跌。

特斯拉高調“減碳”消息一出，其他汽車廠商是否跟進呢？業內專家對電子發燒友記者表示，碳化硅市場今年依然是供不應求的狀態，尤其是新能源汽車行業對于碳化硅井噴的需求。調研機構TrendForce的預估，電動車市場2023 年的成長率將達到36.2%，SiC（碳化硅）占功率半導體元件市場比重會從2021 年的4.1%，到2025 年上升至12.4%。

碳化硅寬禁帶半導體具備高頻、高效率、耐高溫、高功率密度和高可靠性特點，它們比用硅功率晶體管制成的半導體承受更多的熱量，具有更長的使用壽命并且更節能，廣受新能源汽車大廠歡迎。結合國內、國際第三代半導體最新的預測數據和國內五大車廠在第三代半導體的布局，本文詳細分析國內車企在SiC產業鏈布局的最新進展。

十大車企業在車用SiC產業鏈的布局

圖：電子發燒友根據公開資料制圖

SiC在新能源汽車領域應用前景廣闊

中國第三代半導體產業技術創新聯盟副秘書長趙靜表示，2022年受到疫情影響，半導體進入下行周期。但是在新能源汽車、光伏、儲能應用的需求增長下，第三代半導體的市場增長超預期。據CASA Research預測，到2026年，中國SiC、GaN功率器件的市場規模將達到366億元，年復合增長率達到36.5%。其中新能源汽車（含充電設施）是最大的應用場景。
國際調研機構Yole發布的報告顯示，2021-2027 年全球碳化硅功率器件市場規模有望從 10.90 億美元增長到 62.97 億美元，其中車規級市場空間有望從 2021 年 6.85 億美元增長至 2027 年49.86 億美元，年復合增長率將達39.2%，2027 年車規級SiC 器件占整個 SiC 器件市場的比例有望提升至79.18%。其中主驅逆變器市場規模約為44.1 億美元，約占據整個車規級市場 88.6%份額，并占據整個SiC 器件市場70%以上的市場空間。

國內車廠在碳化硅產業的最新布局

比亞迪：SiC模塊規模應用，高端車型搭載SiC電控技術平臺

比亞迪是國內新能源汽車排名第一的廠商，它在碳化硅產業的進展最為迅速。2020年，比亞迪高端車型“漢”搭載了SiC器件，預計2023年，比亞迪將在旗下的電動車中，實現SiC器件對硅級IGBT器件的全面替代，將整車性能在現有基礎上提升10%。

近日，比亞迪半導體官方微信顯示，這家公司功率半導體產品中心盧漢漢博士領銜的團隊參賽項目“車規級SiC MOSFET研發及產業化”一舉獲得“第一屆粵港澳大灣區博士博士后”創新組決賽優勝獎。項目團隊自主研發的車規級SiC MOSFET產品，突破高溫封裝材料、高壽命互連設計、高散熱設計及車規級驗證等技術難題，該功率模塊已經在2020年搭載在比亞迪明星車型“漢EV”上市，助力整車實現百公里加速3.9s，整車NEDC續航提升30Km，系統效率提升3.6%。已實現SiC模塊在新能源汽車高端車型電機驅動控制器中的規模化應用。同時，比亞迪半導體也是全球首家、 國內唯一實現 SiC 三相全橋模塊在新能源汽車電機驅動控制器中大批量裝車的功率半導體企業。

圖：比亞迪半導體官方微信

去年，比亞迪發布了高端汽車品牌“仰望”，該品牌包括兩款量產車型U8和超跑U9，仰望品牌U8車型的電驅總成系統搭載了SiC電控技術。比亞迪推出全新一代SiC電控技術平臺——“易四方”，易四方技術平臺搭載的電驅總成系統最大馬力可超 1100 匹，最高轉速可達 20500rpm，行業領先。同時，易四方技術平臺全系車型都將標配 800V 高壓 SiC 電控，最高效率可達99.5%，功率密度提升100% ，整車工況效率提升3%以上。

長安汽車：自建SiC項目+投資+CSS技術平臺

2021年底，長城汽車股份有限公司與河北同光半導體股份有限公司簽署戰略投資協議。這宣告著長城汽車正式進軍第三代半導體核心產業。長城汽車作為領投方入股同光股份，將推進后者的碳化硅產業發展，聚焦第三代寬禁帶半導體碳化硅在新能源汽車產業的應用。2022年，長安汽車推出首款SiC車型沙龍機甲龍，因搭載了SiC技術，支持800V超級快充，峰值電流高達600A，充電10分鐘，即可實現CLTC續航401公里。

除了自建SiC模組項目外，長城汽車也在積極布局SiC產業鏈。緯湃科技將為長城汽車旗下中高端電氣化平臺配套新一代高壓逆變器，可根據客戶需求適配不同功率、不同模塊（硅基/SiC）的應用。

2023年，長城汽車對SiC產業鏈進行入深入的布局，模組封測項目聚焦核心技術，通過CSS技術平臺，模塊控制密度可以提升50%、成本降低30%，主要應用于主逆變器及充電領域，規劃車規級模組的年產能是120萬套。長安汽車旗下的蜂巢傳動科技正在加快SiC模塊生產線的建設進度。

上海大眾：完成碳化硅“三合一”試制，預計搭載在ID.4 X車型

2022年，上汽大眾官方宣布完成碳化硅“三合一”電橋試制，未來將搭載在ID.4 X車型上。這項技術將有效提升車輛的續航水平。

上汽大眾驅動系統部門在2021年3月正式立項，開發一款MEB平臺的碳化硅“三合一”電橋產品。上汽大眾與國內領先的碳化硅功率半導體模塊供應商“臻驅科技”合作，加快開發進程。6月底，項目組完成了碳化硅電控部分的產品設計和開發。7-11月，項目組在公司內部臺架上獨立完成了碳化硅 “三合一”電橋的集成試制和測試。12月，經過數月的測試、迭代和驗證，該產品亮相“上汽大眾預研技術展示日”。據悉，碳化硅電控的最高效率達到99.9%，未來搭載碳化硅技術的ID.4 X車型可以提升4.5%續航里程。

吉利：200KW SiC電驅下線，2023款極氪001搭載SiC新車

2022年，極氪威睿200kW SiC電驅動總成正式批產下線。該款總成是基于吉利浩瀚架構打造的首款SiC電驅產品，其中的核心SiC模塊則由國內廠商芯聚能提供。該產品可使整車續航里程提升約3%~5%左右。目前吉利共擁有3款SiC汽車，其中2022年發布的包括smart精靈和極氪009，分別于4月和11月發布，還有2023年1月發布的極氪001。

2023年1月，吉利極氪001率先推出了SiC新車。這款新車依托碳化硅技術，通過熱管理系統&驅動系統優化，有效提升電驅系統效率，讓極氪001的CLTC綜合工況續航提升6-10km，零到百公里加速時間僅需3.8s；除了現款的86kWh和100kWh電池包外，最大可支持140kWh電池包，實現CLTC綜合工況續航里程1032km。

蔚來：已經量產5款SiC車型

作為造車新勢力的代表品牌之一的蔚來，2020年7月SiC項目已經立項。2021年6月首臺碳化硅電驅系統 C 樣件下線。接著，蔚然動力一份編制于2021年8月份的新能源汽車電驅動系統擴建項目環評報告顯示，除了碳化硅研發實驗室外，蔚來將建設自研碳化硅功率模塊工藝實驗。

據悉，蔚來采用了SiC電驅系統的純電動汽車包括ET7和ET5。其中ET7是首款搭載SiC電驅的車型，采用的前永磁同步電機功率達到了180kW，使用了碳化硅功率模塊替代了傳統的硅基IGBT功率模塊，以彌補傳統硅基IGBT電壓范圍窄、通過的電流不夠大的劣勢。第二款SiC電驅車型，ET5，是在后驅采用210kW的碳化硅永磁電機。

除了ET5和ET7外，蔚來旗下還有三款SiC車型，分別為ES7、新一代ES8及EC7。其中，蔚來ES7于2022年6月發布，新一代ES8及EC7于2022年12月發布；ET7已于2022年3月啟動交付；ET5 于2022年8月正式下線，9月開啟交付。

SiC給新能源汽車帶來的兩大方面的好處：一是在低載時的能效和里程可顯著增加，尤其是在城市工況下，綜合工況效率≥91.5%；二是通過的電流能力提升了30%，帶動續航里程等性能的提升。與此同時，電池的容量越大，使用SiC能夠帶來的利益越多。

小結

SiC 已逐漸在電動車主驅逆變器中扮演要角，未來隨著電氣架構將往800V邁進，而耐高壓SiC 功率元件預料將成為主驅逆變器標配。面向產業朝800V及以上高壓方向發展，目前碳化硅功率模塊在電動車主驅逆變器的規模化應用已經開始。

2022年是國內碳化硅上車元年。2023年，SiC加速上車，一方面是緩解IGBT短缺現狀，一方面SiC上下游產業鏈為上車進行沖刺，我們看到比亞迪、吉利、上汽大眾、東風、蔚來、問界和小鵬等更多國內車企推出碳化硅量產車型。行業專家認為，當SiC的成本降至Si基成本的2倍左右，SiC電驅系統的綜合優勢將會體現出來，我們期待2023年SiC產業迎來新的變化和亮點。