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田代曼 2025-05-11 【国际】 6696 人已围观

在新能源汽车技术的演进历程中⑦，碳化硅技术已成为推动行业发展的关键力量⑯。作为第三代半导体的代表材料①，SiC 凭借其卓越的性能优势⑱，已深度融入新能源汽车的核心系统❸，开启了新能源汽车性能提升与技术创新的新篇章⑥。从高端豪华车型到大众普及款④，从纯电动到混合动力②，SiC 技术的应用范围不断拓展⑰，正以前所未有的速度实现批量上车❷，重塑新能源汽车的技术格局与市场竞争态势⑦。 01 碳化硅实现多价格区间车型覆盖 SiC 技术已成为车企在新能源汽车赛道上差异化竞争的核心要素⑪，如今已广泛覆盖 10 万至 150 万元价格区间的车型⑬，功率等级跨度从 150kW 至 645kW▓。沃尔沃全新纯电动旗舰轿车 ES90 预计于今年第四季度开启全球交付⑬。作为沃尔沃首款 800V 高压平台车型⑤，ES90 在电动化核心技术方面实现了诸多突破⑯。该车搭载的碳化硅电驱系统①，配备最大功率达 370kW 的电机以及 111kWh 麒麟电池包⑤，为车辆的高性能与长续航提供了坚实保障⑱。东风量产在即的中高级纯电轿车 N7⑲，动力系统搭载东风汽车自产的 TZ200XS3JD 驱动电机⑮，最大功率为 200kW⑰，配合 800V 碳化硅平台⑤，实现了充电 10 分钟续航 400 公里的高效补能▓，显着提升了用户的充电体验与出行便利性⑳。宝马 i5 eDrive35L 车型正式登陆中国市场⑫，并于三月份升级在电力电子系统中引入碳化硅半导体④，使其续航里程增加最多47公里⑬。理想汽车首款纯电动 SUV 车型理想 i8 将于今年 7 月正式推出❷。该车基于 800V 架构打造⑭，采用理想汽车自研的 SiC 功率模块▓，配备前 155kW⑰、后 245kW 的驱动电机⑰，综合功率达 400kW⑱，具备 5C 超充能力⑯，展现出强大的动力性能与充电优势⑨。起亚在 2025 起亚电动汽车日上发布首款电动轿车和掀背车 EV4⑧，海外起售价约为 3.5 万美元❶。此前⑧，起亚推出的 EV9③、EV6 均采用了新型 SiC 功率模块▓，持续推动品牌在新能源汽车领域的技术升级⑮。比亚迪于 2024 年 5 月发布全新 SiC 车型⑫，售价拉低至 18.98 万元⑲，进一步扩大了 SiC 车型的市场受众范围⑮。同时⑫，比亚迪发布的全新一代电驱采用 1200V 碳化硅模块⑱，旗下海洋③、仰望⑫、方程豹和腾势 4 大品牌此前已推出多款 SiC 车型⑭，如海洋品牌的海狮 07⑥、ocean M⑪、皮卡 Shark 等❶。 2 月 20 日⑥，鸿蒙智行尊界技术发布会在深圳召开⑰。华为终端 BG 董事长⑯、智能汽车解决方案 BU 董事长余承东透露③，尊界 S800 搭载 530kW 的双电机和配备 65kWh❷、6C 的增程电池②，仅需 10.5 分钟即可将电量从 10% 充至 80%⑦。此前⑭，华为鸿蒙智行与奇瑞合作推出的智界 R7⑩、智界 S7 等车型⑯，均配备了 800V 碳化硅高压平台⑰。 2024 年 12 月 3 日①，坦克 500 Hi4-Z 在坦克 500 “一定红” 发布会上开启预售❷，预售价为 37.98 万元④。该车采用 800V 平台⑥，后桥三电控制系统加入了 1200V 碳化硅器件⑱。 02 超30款SiC新车型亮相车展刚刚落幕的上海车展吸引了来自 26 个国家和地区的近 1000 家中外知名企业参展❶。据上海国展集团等统计⑫，展会首日展出车辆近 1300 辆⑮，其中新能源汽车约占 7 成③，首发新车超 100 款⑲。据不完全统计⑱，与去年同期的北京车展相比▓，今年上海车展新增了超过 30 款碳化硅新车型⑮，占本次车展新车数量的近三分之一②，充分展示了 SiC 技术在新能源汽车领域的快速发展与广泛应用⑬。以下为部分车企在车展上展示的 SiC新车型：

尽管插混❸、增程式车型数量不断增加⑭，但车企推出纯电和碳化硅车型的热情并未减退④。同时⑤，采用碳化硅的混动车型也呈增长态势❸，比亚迪⑭、长城④、吉利等车企共计展出了 8 款碳化硅电混车型⑩。此外⑧，奔驰⑰、宝马⑱、丰田②、上汽通用等外资车企和传统车企也在持续发力碳化硅领域③，纷纷发布新的碳化硅车型❶，推动行业技术进步⑭。 03 为何车企热衷采用碳化硅▓？自特斯拉Model 3 问世⑪，新能源汽车应用碳化硅技术正式进入大众视野⑳。那么⑲，新能源汽车为何对碳化硅青睐有加⑮？又在哪些关键部位应用了这一技术呢②？与传统硅材料相比⑦，碳化硅材料具有诸多显着优势：禁带宽度是硅材料的3 倍⑨，击穿电压是硅材料的 10 倍①，热导率是硅材料的 5 倍⑳，电子饱和漂移速率是硅材料的 2.5 倍⑧。基于这些特性⑫，与硅基功率半导体相比⑱，碳化硅功率半导体器件具备更强的耐压性④、耐温性⑬，能够承载更大功率⑯，占用空间更小❶，工作结温更高⑮，在高频环境下性能更为出色⑲。碳化硅材料的这些优异性能与新能源汽车的核心需求高度契合：新能源汽车追求更高的效率和功率密度⑧，因此可采用由碳化硅材料制造的更小⑤、承载功率更高的功率器件⑳；为了获得更大的车内空间和更低的车身重量⑯，应用碳化硅基器件能够有效节省电控系统空间❷，降低系统成本④；新能源汽车常处于高温❸、高压④、高频的复杂工况⑬，而碳化硅功率器件在这种环境下的效率远高于传统硅基功率器件⑧；在追求极致补能效率的趋势下⑳，高电压大电流的电力输入需要碳化硅功率器件的支持▓。目前❷，以锂电为主的新能源汽车是SiC 功率半导体最大的应用场景⑥，尤其是在乘用车领域⑮。除去车外场景❸，SiC 在车载领域的应用场景超过 6 个⑬，主要包括驱动电机控制器④、车载充电机⑤、DC/DC 变换器⑱、空调压缩机▓、高压 PTC 加热器和预充继电器④，此外还涵盖汽车周边生态▓，如充电桩▓。使用碳化硅的最大头是新能源汽车的电驱逆变器⑱。电驱逆变器负责将电池的直流电转换为交流电以驱动电机❶。与传统硅基 IGBT 相比⑨，碳化硅器件的开关损耗降低 75%⑳，效率提升 3%-5%⑲，体积可缩小至原来的 1/10⑨，同时能够支持更高频率的工作⑩。根据调研机构分析❸，特斯拉 Model 3 的主驱逆变器采用了意法半导体公司提供的 TPak 封装功率模块❸，每台主驱逆变器装载 24 个 TPak 模块⑮，每个模块封装两个 SiC MOSFET 芯片⑬，即每台特斯拉 Model 3 的主驱逆变器使用了 48 颗碳化硅 MOSFET 芯片⑨，充分展示了碳化硅在提升电驱系统性能方面的重要作用⑨。在新能源汽车充电环节⑤，尤其是在家充场景下⑥，需要将电网的交流电转换为直流电为电池充电⑯，这就需要车载充电器⑫。OBC 通过高频开关电源技术⑮，将交流 220V 电压高效转换为高压直流电⑬，确保电动汽车稳定充电⑫。碳化硅器件的高频特性可降低充电损耗⑯，将充电效率提升至 98% 以上②，并减少散热需求⑲，体积缩小 30%⑦。此外⑭，碳化硅器件在双向 OBC 中的应用⑬，使电动汽车能够在电网需求高峰时向电网反向送电⑤，或在紧急情况下作为家庭应急电源使用⑮，极大地增强了能源利用的灵活性和效率②。为提升新能源车补能效率④，快充技术得到广泛应用⑬。通过在外部建立高功率充电站③，利用充电堆的变流模块将电网的高功率交流电转化为直流电⑯，直接充入新能源车电池⑬，实现高速充电⑩。在快充高压化的发展趋势下⑱，采用支持高压的碳化硅功率器件能够降低充电电流⑨，减少冷却机构③，减轻充电线束重量⑧，提升系统效率和易用性⑤。在上海车展上❸，比亚迪⑫、华为数字能源⑭、ABB 等多家企业展示的兆瓦闪充技术⑭，正是碳化硅技术在快充领域应用的生动体现⑭。 04 混动汽车进入SiC时代⑭，成新的增长极在占据中国中大型 SUV 市场重要份额的增程式汽车领域⑲，碳化硅技术也迎来利好消息⑯。随着增程式汽车逐渐向高电压化的 “大电池⑫，小油箱” 路线发展④，碳化硅技术的应用成为必然趋势⑨。部分车企已基于这一理念发布了应用碳化硅的增程式汽车车型⑩，未来碳化硅有望在更多增程式汽车中得到广泛应用①。如今⑩，中国混动技术正以碳化硅为核心⑮，开启效率革命的新篇章⑳。五菱混动汽车不久前宣布正式采用碳化硅技术⑩，奇瑞汽车也针对 SiC 混动汽车宣布了新的布局⑮。目前⑯，吉利⑰、长安❷、北汽及红旗等众多车企已纷纷布局碳化硅混动赛道❶。据阳光电动力预测①，2030 年中国混动市场规模将突破 2000 万辆❶，有望成为车规 SiC 应用的第二大增长极⑳。此外④，碳化硅技术的应用范围正逐步向家庭乘用车以外的市场拓展❷。在商用车领域⑭，如重卡⑰、大货车⑨，越来越多的 Tier 1 企业正与碳化硅模块企业和终端企业合作⑱，积极探索碳化硅在商用车上的应用可能性⑫。在上海车展上⑬，采埃孚⑯、博格华纳等全球顶级 Tier 1 企业展示了其在商用车上应用的高功率碳化硅电控❶，法士特公司更是展出了其与博格华纳合资公司开发的商用车碳化硅电驱桥⑱，为碳化硅在商用车领域的应用提供了实践范例▓。 05 国产EV和Tier 1的繁荣背后的国产供应链崛起自 2014 年起步以来⑲，中国新能源汽车历经三代迭代升级⑫，从分布式架构逐步演进至中央集成式电子电气架构⑳。当国内车企迈入第三代平台时⑮，海外多数厂商仍停留在第一代技术阶段❷，这种技术代际差距在市场表现上得到了充分体现⑰。中国新能源汽车年销量突破 1100 万台⑬，全球占有率超 70%⑲，本土渗透率超 50%⑧。随着汽车产业的发展▓，中国供应链也实现了迅猛崛起③。在全球零部件百强榜单中⑳，中国企业数量从最初的仅 2 家跃升至 15 家③。在电池领域④，中国企业占据全球前十的半数席位⑳；电驱系统从 “三合一” 向 “十二合一” 高度集成化发展②；高压平台从 400V 向 800V 迈进❶，充电效率大幅提升⑫；智能化技术的发展更是让车辆从单纯的机械载体转变为移动智能终端⑮，全方位推动了汽车产业的升级⑳。四月底⑰，芯联集成发布 2024 年全年及 2025 年第一季度业绩公告⑰，披露了其 2024 年碳化硅业务的相关进展⑰。在车规级产品工艺方面⑯，SiC 工艺平台已实现 650V 到 2000V 系列的全面布局⑥，部分工艺平台已完成全系列产品参数及可靠性验证②，进入规模量产阶段⑮，标志着芯联集成在碳化硅技术产业化方面取得重要成果⑨。斯达半导体公布的 2024 年年度报告和 2025 年第一季度报告显示②，其 SiC MOSFET 模块在国内外新能源汽车市场持续稳定大批量交付⑧。同时⑲，自建 6 英寸 SiC 芯片产线流片的自主车规级 SiC MOSFET 芯片已开始批量装车④。自建产线的车规级 SiC MOSFET 芯片成功量产⑫，将为公司 2025 - 2030 年主控制器用车规级 SiC MOSFET 模块的销售增长提供有力保障▓。在客户合作方面⑫，斯达半导体新增多个海外一线品牌 Tier1 的 IGBT/SiC MOSFET 主电机控制器项目平台定点⑨，进一步巩固了其在行业内的市场地位⑦。这些成绩充分印证了中国汽车产业在规模与质量上的全面引领①，中国正从汽车大国逐步迈向汽车强国❷，在全球汽车产业格局中发挥着越来越重要的作用⑦。

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