中國粉體網(wǎng)訊  自2017年特斯拉推出首款基于SiC主驅(qū)的汽車以來，SiC技術(shù)在新能源汽車的應(yīng)用取得了顯著突破，如今已廣泛覆蓋10萬至150萬元價格區(qū)間的車型，功率等級跨度從150kW至645kW。

SiC的廣泛應(yīng)用主要依賴于以下幾點因素：器件性能、質(zhì)量、價格和產(chǎn)能。

相比傳統(tǒng)的硅基IGBT方案，SiC MOSFET因其低導(dǎo)通電阻和低開關(guān)損耗，大幅降低了電機(jī)控制系統(tǒng)的損耗，帶來約5%的行駛里程提升，有效緩解新能源汽車用戶里程焦慮；為了獲得更大的車內(nèi)空間和更低的車身重量，應(yīng)用碳化硅基器件能夠有效節(jié)省電控系統(tǒng)空間，降低系統(tǒng)成本；新能源汽車常處于高溫、高壓、高頻的復(fù)雜工況，而碳化硅功率器件在這種環(huán)境下的效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)硅基功率器件；在追求極致補(bǔ)能效率的趨勢下，高電壓大電流的電力輸入需要碳化硅功率器件的支持。

在新能源汽車中，SiC功率器件主要聚焦于三大核心能量轉(zhuǎn)換樞紐：主驅(qū)逆變器、車載充電機(jī)、DC-DC轉(zhuǎn)換器。此外還涵蓋汽車周邊生態(tài)，如充電樁。

使用碳化硅的最大頭是新能源汽車的電驅(qū)逆變器。電驅(qū)逆變器負(fù)責(zé)將電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電以驅(qū)動電機(jī)。與傳統(tǒng)硅基IGBT相比，碳化硅器件（如SiC MOSFET，即金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管）的開關(guān)損耗降低75%，效率提升 3%-5%，體積可縮小至原來的1/10，同時能夠支持更高頻率的工作。

在價格方面，隨著襯底制造技術(shù)成熟、良率提升、產(chǎn)能擴(kuò)張以及模塊封裝優(yōu)化，SiC器件的成本正以每年10%-15%的速度下降，加速其在更廣泛車型上的滲透，2023年以來搭載800V高壓平臺車型明顯增多。

在產(chǎn)業(yè)研究上，SiC的功率器件研究很早就開始了，但是由于襯底質(zhì)量的限制，直到2001年才開始逐漸商業(yè)化，目前SiC功率器件的主要生產(chǎn)廠商有Cree、Rohm、Infineon、STMicroelectronics、GeneSiC 和 Microsemi公司，國內(nèi)生產(chǎn)廠商主要有泰科天潤、三安光電、基本半導(dǎo)體等公司，目前國內(nèi)廠商受限于溝槽型SiC MOSFET專利壁壘較高、生產(chǎn)制造水平仍有差距，研究重點著眼于平面型SiC MOSFET。

從產(chǎn)業(yè)格局看，目前全球SiC產(chǎn)業(yè)格局呈現(xiàn)美國、歐洲、日本三足鼎立態(tài)勢，其中美國全球獨大，占有全球SiC產(chǎn)量的70%-80%；歐洲擁有完整的SiC襯底、外延、器件以及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈，在全球電力電子市場擁有強(qiáng)大的話語權(quán)；日本是設(shè)備和模塊開發(fā)方面的絕對領(lǐng)先者,目前SiC器件在EV/HEV上應(yīng)用發(fā)展最快的是日本企業(yè)。

近日，Yole公布了對碳化硅（SiC）功率器件市場的最新預(yù)測。預(yù)測顯示，該市場在2024年至2030年期間將以20%的復(fù)合年增長率（CAGR）增長，到2030年將擴(kuò)大到103億美元。

碳化硅器件產(chǎn)能預(yù)測；來源: Yole Group

報告中顯示，2023年全球功率SiC器件市場上，電動汽車領(lǐng)域占到77%，工業(yè)應(yīng)用占21%，兩大市場幾乎包攬了整個SiC產(chǎn)業(yè)的需求。從2024年全球電動汽車市場的狀況來看，根據(jù)Rho Motion的數(shù)據(jù)，全球純電動和插混汽車銷量同比增長25.6%，但其中不同地區(qū)呈現(xiàn)分化。

目前碳化硅“上車”趨勢明顯，但在其發(fā)展過程中仍然面臨一些挑戰(zhàn)：

1）制造成本：目前，SiC器件的生產(chǎn)成本仍然高于硅器件，限制了其在某些低功率應(yīng)用中的普及。因此，降低SiC器件的生產(chǎn)成本是未來發(fā)展的關(guān)鍵。

2）技術(shù)成熟度：SiC材料的制備和器件設(shè)計仍在不斷進(jìn)步，一些新技術(shù)的成熟和標(biāo)準(zhǔn)化需要時間。

3）市場接受度：盡管SiC功率器件的優(yōu)勢明顯，但市場對其接受度還需進(jìn)一步提高，特別是在傳統(tǒng)行業(yè)中。

2025年8月21日，中國粉體網(wǎng)將在蘇州舉辦第三代半導(dǎo)體SiC晶體生長及晶圓加工技術(shù)研討會。屆時，來自安徽芯塔電子科技有限公司高級市場經(jīng)理周駿峰將帶來《車用SiC功率器件技術(shù)與市場前景探討》的報告。

來源：

吳煒杰等：碳化硅功率器件技術(shù)發(fā)展綜述

粉體網(wǎng)、Yole、電子發(fā)燒友

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）

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