在2020年疫情期間，隨著電動汽車需求的急劇上升以及全球范圍內政府的激勵政策推動，電動汽車充電站需求大幅增長。過去的三年中，主力電動汽車制造商迅速增加了電動汽車的產量。

然而，電動汽車市場的增長不僅僅是數量的增加，更在于市場的多元化。從低成本、低排放車輛的需求趨勢來看，亞太地區的電動汽車市場有望穩步擴張；而北美和歐洲地區，政府的倡議和高性能汽車市場的擴大正在推動其快速增長。據預測，到2030年，全球電動汽車的銷售量將達到3920萬輛。按照預測，年均增長率將達到21.7%，將全球電動汽車市場規模從2022年的815萬輛提升至2030年的3920萬輛。

在電動汽車中，如何選擇適當的控制模塊至關重要，這決定了電動汽車的運行方式。在全球范圍內，被廣泛推薦的技術無疑是IGBT和SiC模塊。SiC模塊首次由特斯拉采用，并且現在其他制造商也在其功率逆變器中使用。

IGBT模塊是什么，它是如何工作的？

GBT（絕緣柵雙極晶體管）是一種三端功率半導體器件，被稱為電子開關，被廣泛應用于電動汽車中。IGBT功率模塊逐漸成為高功率應用（如電動汽車）的首選技術，因為它在提高開關速度、溫度控制、重量和成本性能方面有著顯著的優勢。IGBT功率模塊在電動汽車中扮演著電氣開關的角色，實現交直流電的轉換。

備受關注的SiC（碳化硅）

硅碳化合物（SiC）將硅（Si）和碳（C）結合，具有獨特的電氣特性，使得可以為各種應用創建固態半導體器件成為可能。硅的制造成本低，技術也是眾所周知的。現在，在科學和實踐上，碳化硅（SiC）與硅（Si）相競爭，以制造功率半導體器件。與Si相比，SiC是一種更有效的電導體。高轉換效率電力，由電流和電壓引起，通過使用SiC功率模塊進行轉換?，F在，已經越來越廣泛地認識到市場上600-1700V范圍的SiC功率器件提供了對傳統硅（Si）功率器件的快速開關替代品。

由于SiC功率半導體器件的重要效率特性，在諸如xEV充電器、太陽能轉換器、電動出行和電力電子等多個應用中，可以實現降低成本、提高系統性能，預計其使用將大幅增加。

IGBT和SiC在電動汽車性能中為什么如此重要？

電動汽車（BEV）的轉換效率仍有提升空間，當前為59％-62％，但借助新型開關裝置，電動汽車性能將得到顯著提升。

根據Mordor Intelligence的數據，2020年IGBT市場價值為60.47億美元，預計到2026年將達到110.1億美元。IGBT市場增長的另一個原因是電動和混合動力車輛（EV/HEV）的汽車動力系統應用不斷增加。通過IGBT，傳導和開關損耗顯著降低，從而直接影響車輛的整體效率。歐洲、北美和中國的電動汽車銷售為IGBT在基礎設施和電動汽車制造方面創造了新的機會。這些銷售進一步加強了IGBT在市場中的地位。

隨著寬禁帶（WBG）材料在電動汽車和功率轉換中的應用增多，新一代的SiC模塊將為電動汽車帶來更好的性能。在高溫和重復應力環境下，SiC模塊可能是提高效率、實現成本、尺寸和能源節約的最佳選擇。SiC模塊因其高效率和快速開關速度，逐漸成為電動汽車中的理想選擇，帶來多項優勢：

1.在滿負荷情況下，損失降低了70％，在低負荷情況下損失更小，可以使用更小的電池來實現相同的續航里程。

2.冷卻系統減小了40％，在滿負荷時降低了損失，提供了更小的冷卻系統。

3.在整個負載范圍內提供更好的可靠性。

4.50％以上的模塊/封裝尺寸縮減。

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審核編輯 黃宇