碳化硅作為寬禁帶半導體材料，相對于SI基器件具備降低電能轉換過程中的能量損耗、更容易小型化、更耐高溫高壓的優勢，因此被汽車廠商看中。如今，碳化硅“上車”已成為新能源汽車產業難以繞開的話題，而這要歸功于搭載意法半導體碳化硅器件的特斯拉Model3的問世，使諸多半導體企業在碳化硅上“卷”了起來。
特斯拉率先使用SiC逆變器，直接打開了碳化硅（SiC）在新能源汽車的預期空間。將硅（Si）基組件替換成碳化硅（SiC）能明顯地提升車輛的續航能力。根據Wolfspeed數據，在逆變器中使用SiC器件后，能減小整體的體積、重量和成本，在車輛續航上也有5-10%的提升。在特斯拉Model 3搭載SiC逆變器后，傳統的汽車功率半導體廠商紛紛跟進對碳化硅（SiC）領域進行布局。
此外，根據法國咨詢公司Yole最新發布的報告顯示，2021年全球碳化硅功率器件市場份額約10.9億美元，雖在整體功率器件市場的占比不高，但近幾年增長迅速，預計2027年將達到63億美元，年復合增長率34%。從2022年的應用市場來看，碳化硅半導體67%將應用于汽車，26%應用于工業，其余用于消費和其他領域。其中，新能源汽車是碳化硅功率器件應用增長最快的市場。
據了解，目前已有特斯拉Model 3、比亞迪漢、蔚來ES7/ET7/ET5、小鵬G9、Smart精靈、五菱凱捷混合動力版和五菱星辰混動版等車型在使用或嘗試采用SiC器件，在逆變器、車載充電機（OBC）、DC/DC轉換器等部件中得到應用。有業內人士預測，2023年-2024年，長續航里程車型基本都會導入SiC器件，滲透率或將達40%。
顯然，在新能源汽車大熱的當下，SiC已經成為國內外汽車產業布局的重點，不論是合作開發還是自主研發，均將SiC推向了技術浪潮的巔峰。相對于硅基器件，SiC功率半導體在高工藝、高性能與成本間的平衡，將成為SiC功率器件真正大規模落地的關鍵核心點。隨著產業化進程的加速和成本的不斷下降，整體產業也正在步上高速增長的快車道。
本期《變頻器世界》& PCIM Asia電力電子專欄將圍繞碳化硅功率器件在新能源車中的應用以及車規級碳化硅器件新進展的話題，邀請業內企業、專家、工程師進行廣泛參與討論。
特邀專家組（排名不分先后）
英飛凌科技工業功率控制事業部市場總監 陳子穎
羅姆半導體（深圳）有限公司技術中心高級經理 蘇勇錦
安森美中國區汽車現場應用工程師 夏超
丹佛斯硅動力有限公司大客戶經理 練俊
Power Integrations市場營銷副總裁 Doug Bailey
上海功成半導體科技有限公司SiC產品線總監 王中健
萬國半導體元件(深圳)有限公司Marketing Manager 何黎
泰克科技行業開發經理 陳鑫磊
Q1：自2021年以來，導入SiC技術的新能源汽車品牌及車型不斷增加，在中高端新能源汽車領域，SiC功率器件已逐漸成為各大汽車品牌的標配，并有望加速普及應用。談談您對于目前SiC功率器件應用于新能源汽車市場情況的前景及看法。新能源汽車對SiC功率器件的性能有什么特殊的要求？
羅姆半導體（深圳）有限公司技術中心高級經理 蘇勇錦
安森美中國區汽車現場應用工程師 夏超
隨著目前SiC功率器件在高端新能源汽車上的逐步普及，未來將會有越來越多的車企選擇SiC功率器件作為其高端電動車型的標準配置。雖然SiC器件當前的市場價格相較于Si器件要稍高一些，但就綜合成本而言，SiC器件仍略具優勢。隨著SiC產能的持續提升，其市場價格會進一步降低，即性價比優勢將會更為突出。
新能源汽車對 SiC 功率器件性能的特殊要求可以從多個方面來看：從電氣的角度來看，新能源汽車多處于中低速運行工況，因此要求SiC功率器件在中低電流下擁有更低導通壓降。從封裝的角度來看，新能源汽車的運行工況極為復雜，SiC功率器件需要應對高溫高濕及強振動所帶來的威脅。從電磁兼容的角度來看，SiC功率器件使用高的開關頻率可以降低運行時的損耗，但同時也會加劇新能源汽車內部的電磁干擾，可能會給車輛帶來一定的安全隱患，因此需要保證SiC功率器件與新能源汽車間的電磁兼容性能。
丹佛斯硅動力有限公司大客戶經理 練俊
從丹佛斯與客戶的溝通交流中，我們切實感受到在中高端新能源汽車領域，各大廠家紛紛布局800VSiC的電驅系統。隨著SiC芯片成本逐步降低，SiC功率器件的滲透率已經在加速提高。然而， SiC器件在新能源汽車的應用還處于早期攻關階段，只有成熟的封裝和設計才能充分發揮SiC芯片的優勢，達到符合車規級標準的可靠性和穩定性。
Power Integrations市場營銷副總裁 Doug Bailey
我們也認為SiC是電動汽車(EV)應用中的一項重要技術，特別是當母線電壓增加到800V時。母線電壓的提高可實現更大的續航里程和更快的充電速度。SiC對于超過400V的系統是必要的，因為它是一種比傳統硅或IGBT更有效的技術。
為滿足這一需求，Power Integrations推出業界首款內部集成1700V SiC MOSFET的汽車級高壓開關IC。新的InnoSwitch™3-AQ IC可提供高達70W的輸出功率，主要用于600V和800V純電池和燃料電池乘用車，以及電動巴士、卡車和各種工業電源應用。
上海功成半導體科技有限公司SiC產品線總監 王中健
目前新能源汽車用SiC器件，主要在主驅逆變器、OBC、DC/DC轉換上，以及配套的充電樁裝置。基于SiC的材料優勢，相比于IGBT，SiC MOSFET可以大幅減少這些元件在車上的占用體積并降低損耗（緩解耗電情況），IGBT逐漸會被碳化硅MOSFET替代，SiC 功率器件在新能源汽車市場占比也會越來越大。
車規級SiC 功率器件需要在可靠性、一致性等方面有更好規格，比如SiC 功率器件需要保證柵氧可靠性、并聯一致性等，來確保SiC 功率器件能夠滿足長時間、不間斷、處于極端條件下的使用，從而能在正常使用過程中避免安全事故的發生。
萬國半導體元件(深圳)有限公司Marketing Manager 何黎
SiC的器件，無論是單管還是模塊，都已經在新能源汽車的電驅、OBC、DC-DC等部分廣泛使用。隨著未來新能源車進一步取代燃油車, 新能源車對SiC的需求會急劇增加，這對于整個SiC的供應鏈是個很大的挑戰。
新能源車對SiC器件的要求，除了需要滿足最基本的AECQ-101車規的可靠性認證，客戶設計的效率以及相關的余量要求外，優化柵氧化層設計保證器件柵氧化層可靠性也至關重要；對于單管的應用來說，提供更小型化的封裝的產品滿足客戶進一步提升功率密度的需求也很重要。
Q2：雖然基于SiC功率器件市場前景無限廣闊，但是SiC產品技術商用化的挑戰依然存在，請問，貴公司有怎樣的技術優勢或者市場優勢？
英飛凌科技工業功率控制事業部市場總監 陳子穎
碳化硅市場的增長是強勁的，前景是廣闊的，這主要由碳化硅的特性和應用價值決定的。在電力電子系統應用中，一直期待1200V以上耐壓的高速功率器件出現，這樣的器件當今非SiC MOSFET莫屬。
除高速特性動態損耗低之外，碳化硅還具有高熱導率、高擊穿場強、高飽和電子漂移速率等特點，尤其適合對高溫、高功率密度、高頻高壓以及抗輻射等惡劣條件要求較高的應用。
但SiC 產品技術商用化的挑戰依然存在，可以舉兩個例子，SiC的高功率密度和高速特性需要有對應的產品封裝技術。
SiC MOSFET 芯片面積比IGBT小很多，譬如100A 1200V的SiC MOSFET芯片大小大約是IGBT與續流二級管之和的五分之一。這時先進的封裝技術就非常重要，我們在單管封裝中，引入了.XT技術，即擴散焊技術，就是在特定溫度和壓力條件下，使得SiC芯片的背面金屬，與Lead Frame表面金屬產生原子的相互擴散，形成可靠的冶金連接，省去中間焊料，這需要英飛凌Know-how的特殊背金芯片與工藝才能實現。
而SiC MOSFET的高速特性，需要低寄生電感的模塊封裝，英飛凌中小功率的Easy封裝和大功率的XHP™封裝是最合適的SiC高速器件平臺，它們可以充分發揮SiC的特性，并實現大電流或為應用和客戶實現復雜拓撲模塊。
羅姆半導體（深圳）有限公司技術中心高級經理 蘇勇錦
羅姆憑借以SiC為核心的器件為節能環保貢獻，還進行包括驅動控制IC（柵極驅動器）、功率分立器件等周邊部件在內的解決方案的提案。并且提供豐富的技術支持，除了提供評估、仿真工具，還與用戶開展聯合實驗室（Power Lab），加速合作伙伴關系。
自2000年發現SiC半導體所帶來的巨大優勢以來，羅姆一直在推動SiC元器件的基礎研究。利用自有的生產體系可以完成從晶圓到元器件設計和封裝的各個工序。
此外，在應用層面，羅姆利用在全球范圍建立起來的支持體系，為SiC元器件的高速開關特性和高精度實現高速開關的柵極驅動器的一體化設計提供強有力的支持。
安森美中國區汽車現場應用工程師 夏超
從技術方面來看，安森美(onsemi)領先于智能電源，很早就在SiC方向進行了技術布局與產業整合，近期對GT Advanced Technologies (GTAT)等企業的收購也極大地增強了安森美在SiC方向的設計與生產的能力，是少數能提供從襯底到模塊的端到端SiC方案供應商之一，安森美最新一代的SiC芯片的性能參數，相較于上一代產品有著顯著的提升，具有更強的抗雪崩能力。新的D3 1200 V SiC 二極管系列可實現導通損耗和開關損耗的最小化，使終端的應用能效比得到提升，1200 V M3S SiC MOSFET 在電氣指標等方面領先于行業的同類競品。器件在開關過程中的過沖問題是設計人員的一大痛點。安森美在對SiC模塊進行優化升級后，有效削弱了其在振鈴期間的電壓過沖。因此，器件可以在同等過沖下，獲得更快的開關速度和更低的損耗，或在同等開關速度下，實現更低的損耗和更小的過沖。
丹佛斯硅動力有限公司大客戶經理 練俊
丹佛斯早在2001就推出了適用于新能源電驅系統的功率模塊，經過20多年的積累，已經擁有領先的封裝技術(比如注塑封裝, DBB ® 和ShowerPower ®)，實現了SiC功率器件的可靠性和性能完美結合。而且已經在中高功率端獲得了市場上廣泛的認可，目前國內外一些知名度較高的汽車廠家已經開始應用丹佛斯的SiC模塊于其最新車型款式。
Power Integrations市場營銷副總裁 Doug Bailey
我們認為，實施SiC以及其他WBG技術（如GaN）的挑戰已在很大程度上得到解決。Power Integrations銷售的是解決方案，因此我們的IC在同一個封裝內集成SiC開關和驅動器以及復雜的保護電路。這意味著我們的器件易于使用，設計人員可以像使用傳統硅IC一樣使用它們，同時還能受益于更高電壓下的性能提升。
萬國半導體元件(深圳)有限公司Marketing Manager 何黎
AOS的SiC產品線包括1200V/650V/750V的MOSFET和二極管，同時有車規級和工規級的產品適用于不同的應用場景。
我司的SiC MOSFET采用平面結構的工藝，可靠的柵氧化層設計以及優化的開關性能為客戶實現高可靠性的效率提升。
泰克科技行業開發經理 陳鑫磊
泰克科技是一家有75年歷史專注電子測試測量設備的公司，電源轉換器行業一直是泰克非常專注的領域，SiC 新型功率半導體可以毫不夸張的講給電源轉換器行業帶來了巨大的變革，對于SiC功率器件廠家和使用SiC器件電源工程師都面臨著前所未來的測試及驗證的挑戰。所以泰克科技在7，8年前就開始投入這個第三代半導體器件領域的研究，與世界知名的功率半導體公司聯合開發了專門針對SIC和GaN的測試儀器與測試方法。目前被國內外功率半導體及電源轉換器客戶廣泛應用。
Q3：請問貴公司在SiC領域有著怎樣的布局？公司在第三代功率半導體方面有什么突破性進展？可否談談貴公司未來技術主攻方向和相關布局?
英飛凌科技工業功率控制事業部市場總監 陳子穎
SiC畢竟是新材料，新技術，所以從材料、供應鏈到應用的成熟性需要一個過程，時機是很重要的。而且英飛凌在產品的技術研發方面是比較慎重的，對產品質量管控比較嚴格，為了向用戶提供品質、可靠性更好的SiC產品，英飛凌花了30年時間不斷進行技術打磨和沉淀。而且有重大突破的：
1、英飛凌是第一個采用溝槽柵做SiC MOSFET，這一技術很好解決了柵極氧化層的可靠性問題，也提高了SiC MOSFET的性能。
2、英飛凌還在積極投資一些創新的技術，從而能夠更好的成就我們的生產效率和良率的提升。 2018年我們收購了一家碳化硅的冷切割技術的高科技公司Siltectra。英飛凌也在不斷的對其技術的應用進行長期的投入，近期我們也得到一些好的消息，首批的測試產品已經完成了生產的資格，同時我們接下來也會用一個試生產線來加大量產的速度。
這種冷切割的芯片切割技術，實際上對于碳化硅來說，非常高的價值在于它可以大大的減少對規定的原材料的浪費，所以我們可以用同樣數量的原材料切割成加倍的晶圓來供生產。
在今年的PCIM，英飛凌會展出增強型SiC MOSFET芯片技術；.XT技術的單管，最大規格低至７毫歐；低至２毫歐的Easy3B 半橋模塊；1.7kV和2kV芯片技術及其產品。
羅姆半導體（深圳）有限公司技術中心高級經理 蘇勇錦
作為碳化硅元器件的領軍企業之一，羅姆一直致力于先進產品的開發，早在2010年便于業界首次量產SiC MOSFET。在車載領域，羅姆于2012年推出了支持AEC-Q101認證的車載品，并在車載充電器（OBC）領域擁有很高的市場份額。此外，羅姆碳化硅產品還應用于車載DC/DC轉換器等領域。2020年6月，羅姆發布了業界先進的第4代低導通阻抗碳化硅MOSFET。與以往產品相比，在不犧牲短路耐受時間的前提下，成功實現業界較高水平的低導通電阻。此產品非常適用于包括主機逆變器在內的車載動力總成系統和工業設備的電源。
今后將繼續通過與汽車廠商和車載廠商的合作，在推進更高效率更高品質的產品開發的同時，提供豐富的解決方案。
安森美中國區汽車現場應用工程師 夏超
安森美作為SiC領域的領軍企業之一，致力于為客戶提供高效可靠的功率器件。為實現這一目標，安森美從襯底生長-晶圓刻蝕-芯片封裝-系統集成這四個方向來加以整合升級。
從第三代半導體方面的進展來看，安森美在SiC襯底上可以實現 6英寸和8英寸的自主生產；晶圓的生產重心正逐步從6英寸向8英寸產線轉移，可在一定程度上緩解市場上芯片荒的局面；在器件的封裝方面，安森美具有完整高效的生產體系，可以實現不同層次客戶應用的需求；在系統集成方面，安森美擁有優秀的現場應用工程(FAE)團隊，可以根據客戶具體的需求，為客戶提供最佳的解決方案。
安森美未來的主攻方向將會是智能電源與智能感知兩大方向：在智能電源方面，可持續發展成為電源高能效的需求驅動力，同時汽車、工業等也在加速電氣化和自動化；在感知層面，汽車業通過智能感知的技術可加快L2級以上自動駕駛的步伐，而工業自動化可獲得更高的產出效率。安森美一方面將順應中國發展大趨勢，推動智能電源和智能感知技術的發展，持續關注汽車功能電子化、自動駕駛、機器視覺、工廠自動化、5G、云電源領域。
另一方面將持續發揮價值，與中國的戰略客戶建立聯合實驗室，提供更加智能和高度差異化的產品。公司將對中國的制造基地進行優化升級，以順應新能源汽車、工業等行業的大趨勢。最重要的是，安森美將與中國的戰略客戶簽訂長期供應協議，保障客戶的供應鏈安全。與此同時，安森美也會積極支持中國的2030碳達峰、2060碳中和等目標的實現。
丹佛斯硅動力有限公司大客戶經理 練俊
丹佛斯目前主打的汽車級SiC功率模塊平臺DCM™1000X市場反響強烈，為適應市場需求，丹佛斯正加緊布局國際市場，歐洲、美國及中國的產線正在高速建設中。其中采用Cree三代芯片的1200V模塊在保證可靠性的前提下已經實現了領先的功率密度和輸出能力。丹佛斯專注于封裝技術的持續創新，且在芯片選擇上是獨立靈活的，市場上最新出現的Cree的Gen3+以及其他廠家的最新產品已經在評估中。未來我們會開發出更多款滿足客戶不同性能，成本和供應安全要求的產品，以適應客戶最前沿的SiC需求。
Power Integrations市場營銷副總裁 Doug Bailey
除了如前所述將SiC開關與驅動器封裝在IC中之外，Power Integrations還是為工業、牽引和可再生能源應用提供SiC模塊驅動器的領導者。我們的SCALE™-2 ASIC技術可實現有源鉗位短路保護、高效并聯并減少BOM數量。這有助于提高可靠性并降低系統成本。
萬國半導體元件(深圳)有限公司Marketing Manager 何黎
AOS自2015年布局第三代半導體以來，持續不斷的增加對第三代半導體的投資，目前主要以SiC為主。我司的第二代的1200V/750V/650V SiC MOSFET產品已經全線推出市場，模塊類的產品也即將量產，未來除了繼續平臺迭代以外，將會不斷完善和豐富模塊類的產品線。
泰克科技行業開發經理 陳鑫磊
泰克科技計劃為第三代功率半導體行業提供從晶圓側，封裝測，系統應用側全面解決方案。目前泰克推出了全新的TIVP系列光隔離探頭，轉為第三代功率半導體SiC和GaN研發，配合泰克12bit 高精度多通道示波器，組成SiC特性測試的強強組合，高達120dB共模抑制比，高達1GHz 帶寬，具有超高抗干擾性能，為SiC特性測試提供了準確可靠的測試技術。當然結合泰克旗下品牌Keithley的4200A和2600-PCT晶圓級參數測試方案和我們積極投入研發推出本土化SiC可靠性測試方案，和SiC 器件及模塊的動靜態性能測試方案，實現了全產業鏈的測試方案，來支持SiC器件廠家提升器件性能和良品率，支持電源工程師更好的應用和發揮SiC器件的特性，從而助力綠色能源的發展。
Q4：您認為SiC功率器件市場的走向將會如何？市場需求將集中在哪些應用場景？
英飛凌科技工業功率控制事業部市場總監 陳子穎
SiC 功率器件市場的走向由其應用價值決定，電動汽車中的主驅采用SiC MOSFET，因為碳化硅的芯片尺寸小，功率密度高；損耗低，效率高，增加電動車續航里程。
而燃料電池中的高速空壓機轉速10萬轉以上，驅動器的調制頻率需要50kHz以上，這就需要采用SiC MOSFET。
而英飛凌在功率半導體技術、產品和應用有長期的積累，了解SiC 技術在這些應用中的價值，為應用開發產品，提供解決方案，在PCIM展會上我們會展出最新的SiC 系列產品，各類評估板和參考設計，現場交流分享SiC MOSFET設計中的經驗和解決方法。
安森美中國區汽車現場應用工程師 夏超
隨著產能的逐步爬坡，SiC功率器件將會逐漸從當前的高端電動汽車標配，逐步向中端電動汽車拓展，進而變成電動汽車的標準配置，實現電動汽車更為高效的運行，這一點與中國當前的碳達峰與碳中和目標相一致。不僅僅是電動汽車領域，隨著SiC功率器件生產成本的進一步降低，在新能源發電、遠距離高壓輸變電等領域將會有更為廣闊的空間。
Power Integrations市場營銷副總裁 Doug Bailey
盡管SiC比GaN更早實現商業化，但我們相信SiC將始終是一種比傳統硅或GaN成本更高的技術。因此，我們預計GaN將逐漸滲透到許多傳統硅的應用領域，只是因為它是一種更佳、更高效的開關技術。SiC仍將是適合于更高壓應用的解決方案。我們不確定交變電壓點最終會在哪里，但目前GaN的電壓最高可達750V。也許它將會更高。但對于800V及以上的電壓，目前SiC是首選的解決方案，并可能在一段時間內保持這種狀態。
上海功成半導體科技有限公司SiC產品線總監 王中健
隨著SiC襯底成本的降低及工藝制程的優化升級，SiC功率器件的成本和性能會隨著時間呈現愈發提升的趨勢。這也就意味著其相比于硅基器件的優勢將繼續隨時間增大。由于SiC本身的材料和器件結構限制，其主要的市場化應用范圍仍應集中于650 V- 3300V電壓，~kHz頻率量級。在該電壓量級應用范圍內，根據主要的兩類市場，SiC器件將呈現兩種不同的技術優化路線：
1）對于EV/HEV車載充電機及充電樁而言，在400 V基礎上向800 V電壓平臺發展是未來的發展趨勢。在這一應用環境下，將對器件的模塊化程度有著新的要求，對應的并聯均流、長程可靠性等技術問題也亟待解決；
2）光伏逆變器及服務器或其他電源應用中，當前SiC二極管已經實現了規模替代，如何將SiC MOSFET大規模引入該領域仍舊是一個問題。一個可能的發展趨勢是隨著逆變器或電源的功率逐漸增加，SiC IPM隨著技術迭代提供更強的輸出功率和更低的開關損耗，性能和應用此消彼長才能更方便的打開市場。
萬國半導體元件(深圳)有限公司Marketing Manager 何黎
SiC功率器件市場目前還處于早期階段，但是當前市場端對于SiC的需求遠遠大于現有產能。所以隨著SiC相關制造產業鏈的進一步完善和豐富，產能和良率的進一步提升，SiC功率器件的市場規模會大幅度增長。
目前SiC功率器件應用場景主要集中在與新能源車相關的應用，例如電驅、DC-DC、 OBC,、heat pump，還有配套的超級充電樁；于此同時，在儲能、光伏逆變、高功率密度電源、電力傳輸等工業領域對SiC也有大量需求，未來隨著產能的進一步釋放，這些工業領域也將大量采用SiC。
泰克科技行業開發經理 陳鑫磊
個人觀點，SiC功率器件因其優異的特性必然會在將來逐步替代傳統硅基 器件的應用場景，尤其在那些對效率，體積，安全等有更高要求的應用場景。目前我們接觸的客戶使用SiC比較集中在新能源發電領域，儲能，新能源汽車電驅系統，超級充電樁，醫療脈沖電源，軌道交通等，隨著技術的成熟和價格逐步降低，相信會有越來越多的應用場景會采用SiC 器件。
Q5：距離SiC規模化上車的時間點已經越來越近，有越來越多的車企開始推出搭載800V高壓平臺的車型，而SiC正是適配這種電氣架構的不二之選。請問，現階段800V SiC的產業化進程如何？預計800V平臺何時會真正落地并大規模上車？其主要面臨的挑戰是什么？
安森美中國區汽車現場應用工程師 夏超
在電氣性能等方面，SiC MOSFET功率器件要優于以IGBT為首的Si基功率器件。電動汽車經常運行在中低速環境下，而SiC MOSFET在輕載工況下的低損耗性能尤為出色，同等功率等級下可獲取更為優秀的續航表現。與此同時，SiC功率器件由于其材料特點，可運行在遠高于Si功率器件可承受的結溫環境下，即高載荷工況下的魯棒性要更好。綜合以上優點，SiC器件的上車既是順應國家碳減排政策的要求，也是能源技術更新迭代的大勢所趨。
丹佛斯硅動力有限公司大客戶經理 練俊
我們看到整個SiC產業鏈都在加速發展以應對新能源汽車帶來的巨大需求。從我們了解到的國內800V SiC平臺會在2024-2025年迎來爆發。而在歐美市場上這個趨勢我們感覺會更快。目前面臨的挑戰一方面是成熟SiC產能不足的問題可能會持續存在，同時市場的爆發也會帶來很多新品的應用，其SiC芯片和模塊的可靠性，尚待市場的最終檢驗。
Power Integrations市場營銷副總裁 Doug Bailey
電動汽車已經在生產800V母線車型，我們預計這一趨勢將繼續并加速。奧迪、保時捷、現代和起亞都有800V母線電動汽車在售，而Lucid Air采用的是900V母線 - 信息來自《美國汽車新聞》上的一篇報道。業界引用了汽車行業主要供應商GKN電動傳動系統部門負責人Dirk Kesselgruber的觀點：“到2025年，進入市場的大部分應用將是800V。我們認為它將成為主流，韓國現代已經證明它在價格上具有競爭力。”
Power Integrations等領先的IC廠商正在提供適用產品，推動電動汽車市場向更高母線電壓的轉變。解決方案早已推出，并且正應用于實際生產。
上海功成半導體科技有限公司SiC產品線總監 王中健
國外大廠有陸續推出700-900V電壓平臺的產品，國內廠商進展相對較少。800V 平臺何時會真正落地并大規模上車，隨著SiC產業成熟，成本降低，近幾年內肯定會發生。
目前電動車的主流電壓平臺還是在400V水平下運行。出于整套系統，如連接電池、電機間的電纜粗細，整車的冷卻系統等方面的性能優化，國際上部分電車廠商開始開發800 V電壓平臺。該系統最早在保時捷和奧迪等高端豪華電動車車型上嘗試，后來逐漸進入到中檔汽車市場，比如比亞迪、現代、起亞等車廠也跟進了該領域研發和樣車制造階段。
對于800 V電壓平臺的產業化預期，主流觀點認為將在2022-2023年實現量產。目前其產業化挑戰主要還是集中在上游器件及系統零部件性能升級上。第一、系統從400 V提升到800 V，需要新增一個DC-DC升壓部件；第二、原架構中的電池系統、電機及控制系統、DC-DC，OBC電源等電學系統的設計需要重新考慮散熱、耐壓等技術參數；第三、采用的原材料及基本元器件，如線纜、繼電器、保險絲、電容、電阻、電感、半導體整流管和開關管都需要從650 V提高到1200 V。
泰克科技行業開發經理 陳鑫磊
800V 高壓平臺是新能源汽車領域非常熱門的話題，目前從公開的信息平臺，各大汽車廠商已經發布了其800V 高壓平臺車型上市計劃表，未來800V平臺肯定是大趨勢。基于800V高壓平臺新能源汽車最大的優勢可以很好的解決客戶電動汽車里程焦慮問題，但是對于汽車廠家來說會在汽車整個電氣設計各個環節都會面臨新的挑戰，首先SiC作為一個核心功率器件勢必成為800V架構的首選，關聯的還有汽車電池，電控，小三電系統，高壓連接件及其他各種元器件。
泰克專注與測試領域，客戶在800V架構，應用SiC 器件測試領域面臨最大的挑戰，如何安全，高效的應用SiC，如何提升整體的效率，如何去除干擾看到真實可靠的信號特征，如何解決EMC問題等等。在此，泰克科技可以為您提供針對性的測試解決方案，讓工程師在設計過程中，有高效的測試工具，有針對性的測試方法，對設計每一步的測試都充滿信息，推動SiC技術在各種應用場景的應用。
Q6：您認為SiC上車有何必要性和重要性？供應鏈配套情況如何？國內SiC供應鏈面臨哪些挑戰？
Power Integrations市場營銷副總裁 Doug Bailey
電動機的核心是轉子，通過產生變化的磁場來驅動轉子。電壓越高，則電機的轉速更快，體積也更小。這種尺寸的減小不僅可減輕重量，而且還可釋放寶貴的空間并降低材料成本。電壓更高時，可以更少的電流提供相同的功率。如果電壓從400V翻倍至800V，電流則會減半，從而使電纜更小、更輕，進一步縮減重量、空間和成本。因此，800V架構可提高功率密度并延長續航里程。
800V還有助于縮短充電時間。正如我們之前提到的，在相同功率下，將電壓加倍會將電流減半。充電的損失之一是通過散熱損失的功率。熱量損失與電流成正比，因此在800V的系統中，由于電流減少，產生的熱量和功率損失也隨之減少。這被稱為增加功率保留，因為功率損失減少，就會有更多的功率進入電池，加快充電速度。
SiC比傳統的硅或IGBT的效率高得多，因此SiC MOSFET是電動汽車應用的首選。
上海功成半導體科技有限公司SiC產品線總監 王中健
新能源汽車需要SiC功率器件的必要性和重要性：對于新能源汽車而言，其重要的發展方向為更快的充電速度以及更長的續航里程。因此，這就需要讓新能源車充電性能大幅提升，快速提升電池的充電速率；并且有更高的整車運行效率，可以在同等電量下，有更長的續航里程。
同時，新能源汽車電氣架構逐漸向800V平臺升級。在這些需求下， SiC器件憑借其低導通損耗、高工作頻率、小體積以及高工作電壓等特點逐步開始取代Si器件，廣泛應用于主驅逆變、電源轉換系統（DC/DC）、車載充電系統（OBC）以及非車載充電樁中。 400V電壓平臺下SiC比IGBT由2-4%的效率提升，而在750V電壓平臺其提升幅度則可以增大到3.2%-8%。
供應鏈配套情況： 目前全球范圍內SiC晶圓制造已得到快速發展，從襯底到最后的封裝已形成完整的體系。而在國內發展速度相較于國外還是相對落后，但是正處于迎頭趕上階段，SiC功率器件的供應鏈配套從上游的SiC襯底以及外延制造到下游的模塊封裝也形成了自有的完整體系。
供應鏈面臨挑戰
（1）SiC襯底材料成本較高，相較于Si晶圓成本還是有較大差距，大尺寸（8英寸以上）SiC襯底材料國內成熟度不高。
（2）SiC晶圓制造設備大多數需要從海外進口，受疫情影響，目前SiC制造設備出現供需不平衡現象。
（3）目前國內的IDM以及代工行業處于新興階段，主要制程以二極管為主，可以制造MOSFET的屈指可數，且相較于國外大廠技術有一定代差。多數國內新能源汽車廠家依然缺少SiC芯片現象。
（4）目前國內相關代工廠正處于或即將處于量產爬坡階段，產能總體較低，還需要3年左右的全行業聯動發展。
Q7：器件的升級換代會加速新能源汽車的發展，同時隨著當前油價連連高漲，帶來新能源汽車需求爆發也會催生和倒逼SiC的發展。從Si基的IGBT切換到SiC的MOSFET，是否會因電動化的進程加快而快速切換？
丹佛斯硅動力有限公司大客戶經理 練俊
終端用戶對充電時間以及續航里程的要求已經在倒逼SiC MOSFET的發展。從我們客戶的一些需求以及未來的規劃，丹佛斯確實很明顯地感受到SiC的應用在800V領域明顯加速。我們有理由相信這是未來的大趨勢。
Power Integrations市場營銷副總裁 Doug Bailey
Power Integrations認為，包括淘汰傳統內燃機汽車的法規、石油供應的不確定性和價格上漲以及Power Integrations等IC廠商在WBG（SiC和GaN）技術方面的持續發展等在內的諸多因素都將加速向SiC MOSFET的轉移，這是不可避免的。
上海功成半導體科技有限公司SiC產品線總監 王中健
隨著汽車產業電動化的進程加快，肯定會加速Si 基的IGBT 切換到SiC 的MOSFET。SiC的性能優勢（效率、能力、體積）是很明顯的，目前受制于襯底成本、制程能力、產業鏈成熟度問題，碳化硅器件才沒有大規模取代IGBT。但隨著電動化的進程加快，市場擴大，產業上下游的全面升級，可靠性、電路拓撲等都會越發成熟，在電動汽車領域SiC器件逐步取代Si基器件將成為必然趨勢。
Q8 ：SiC器件的全方位優化可滿足新能源汽車應用的更高需求。隨著功率半導體的平均結溫不斷上升，在大量應用SiC功率器件的同時，如何通過耐高溫驅動器提供良好配合，就變得異常重要。電機與電控系統相伴相生，SiC功率組件為其提供支持，實現電機與電控系統的完美匹配和全面優化。請問，貴司在這方面有怎樣的技術突破和發展？
羅姆半導體（深圳）有限公司技術中心高級經理 蘇勇錦
羅姆致力于開發非常適合驅動SiC元器件的柵極驅動器IC，與SiC元器件結合使用時，可以更大程度地發揮出其特性。此外，羅姆還在開發內置SiC產品的IC，例如內置SiC MOSFET的AC/DC轉換器控制IC。備有1700V SiC MOSFET + AC/DC轉換器評估板供用戶進行測試。該評估板集成了1700V SiC MOSFET和用于驅動的AC/DC轉換器控制IC，能夠與大功率工業設備中的輔助電源配合使用。
Power Integrations市場營銷副總裁 Doug Bailey
我們的公司名Power Integrations恰如其分地表達了我們的發展理念：我們將所涉足的幾乎所有市場。我們善于技術集成，以此我們提供了諸多好處，包括提高效率、減小尺寸、減少BOM元件數和提高可靠性。
在SiC技術的應用方面，我們著力于以下兩個方面。
符合AEC-Q100標準、額定耐壓1700V的InnoSwitch™3-AQ IC產品系列是業界首款采用碳化硅(SiC)初級開關MOSFET的汽車級開關電源IC。新IC可提供高達70W的輸出功率，主要用于600V和800V純電池和燃料電池乘用車，以及電動巴士、卡車和各種工業電源應用。高度集成的InnoSwitch IC可將電源的元件數量減少多達50%，從而節省大量電路板空間、增強系統可靠性并緩解元器件采購所面臨的挑戰。
800V電池正在成為電動汽車的標準配置。多個車輛系統連接到這個強大的電源，但精巧的電子控制電路只需要幾伏電壓即可進行工作和通信。使用InnoSwitch器件的電路可以使用很小的電路板面積，安全地從主母線上汲取少許能量供控制電路使用，而不會造成能量的浪費。最值得一提的是，新器件還可以大幅簡化主牽引逆變器的應急電源的設計。應急電源需要隨時準備著在30V和1000V之間的任何電壓下工作。我們基于SiC的InnoSwitch3-AQ器件可以輕松應對如此廣泛的工作電壓范圍。
新IC采用緊湊的InSOP™-24D封裝，使用FluxLink™反饋鏈路，可以為次級側控制提供高達5000伏有效值電壓的加強絕緣。FluxLink技術可直接檢測輸出電壓，其優勢在于可提供高精度的控制以及極其快速的動態響應特性。在無需借助外部電路的情況下，電源在30V輸入電壓下即可工作，這對滿足功能安全的要求至關重要。其他保護功能包括輸入欠壓保護、輸出過壓保護和過流限制。新器件內部還集成同步整流和準諧振(QR)/CCM反激式控制器，可實現90%以上的效率，輕松滿足最嚴格的OEM廠商要求。采用此方案的電源空載功耗可低于15mW，可以降低電池管理系統當中電池的自放電。
另一方面表現在工業、牽引和可再生能源應用領域。Power Integrations還提供基于SCALE™-2技術的高度集成的SiC門極驅動器。有多種規格的器件可供選擇，以精確匹配行業領先供應商的先進模塊的要求。Power Integrations的SiC門極驅動器集成了復雜的高級鉗位短路保護電路和無需光耦器的絕緣功能。這些器件能夠實現模塊的高精度并聯，在某些情況下能夠消除多達六分之一的模塊。
編者結語
碳化硅材料性能上限高，與新能源車高度適配。而新能源汽車市場日益火爆，需求釋放推動碳化硅市場快速增長，產業鏈上下游企業紛紛對此展開布局。當前，全球多個國家和地區對碳化硅的發展都有比較明確的產業政策，企業間的競爭也不斷加速。
自去年以來，SiC上車的步伐明顯加快了不少，現如今采用SiC技術的汽車品牌已比比皆是，對于正在不斷孵化成熟并逐步茁壯成長的SiC產業來說，前方道路又明朗了許多，雖然從“量”上來看，Si技術仍是主流，但SiC已是大勢所趨，至少品牌廠和供應鏈不遺余力的推動已初顯成效。
碳化硅的春天，終于來了！正所謂“天時，地利，人和”，我們相信在政策、資本助力，企業持續發力下，碳化硅產業的發展蔚然成風。
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