业界最低6mΩ第四代750V SiC FET，满足新能源汽车、光伏和轨交市场低损耗大容量器件需求

时间： 2021-10-20 来源：UnitedSiC

技术问答

SiC应用于新能源车，可以降低损耗、减小模块体积重量、提升续航能力。2020 年 11 月，新能源汽车产销分别完成19.8万辆和20万辆，同比分别增长75.1%和104.9%。预测2025年全球新能源汽车有望达到1100万辆，中国占50%。新能源汽车需要新增大量的功率半导体，48V轻混需要增加 90 美元以上，电动或者混动需要增加330美元以上，如果采用 SiC 器件，则单车价值量增加更多。目前有众多电动汽车品牌正在研发 SiC 方案。随着成本下降和技术的逐步成熟，SiC 在新能源车中具有较大的应用空间。其他领域也有望快速渗透，预测2025年光伏逆变器 SiC 渗透率将由2020年的10%提升到50%；2030年轨交 SiC 渗透率将由2018 年的2%提升到 30%。

碳化硅可降低整车能耗

根据海外机构试验数据，按照 WLTC 工况（更接近实际城市工况）续航能力的提升，基于 750V IGBT 模块及 1200V 碳化硅模块仿真显示，400V 母线电压下，由 750V IGBT 模块替换为 1200V 碳化硅模块，整车能耗降低 6.9%；如果电压提升至 800V，整车能耗将进一步降低 7.6%。

碳化硅除了有效率优势外，还具有以下优势：

1. 相同电压、电流等级情况下，碳化硅 MOS 芯片面积比 IGBT 芯片要小，设计出的功率模块功率密度更大，更小巧；

2. 碳化硅芯片耐更高的温度，理论上远超 175℃；

3. 高频电源设计能够缩小系统储能器件的体积，例如大电感及大容量电容等；

4. SiC电力电子器件经历了与 Si 器件类似的发展历程，目前以 SBD 与 MOSFET 技术最为成熟。

在车用方面，SiC MOSFET在性能方面明显占优，可以降低损耗，减小模块体积重量。碳化硅器件应用于车载充电系统和电源转换系统，能够有效降低开关损耗、提高极限工作温度、提升系统效率。目前全球已有超过 20 家汽车厂商在车载充电系统中使用碳化硅功率器件。碳化硅器件应用于新能源汽车充电桩，可以减小充电桩体积，提高充电速度。 2018 年碳化硅功率器件市场规模约 3.9 亿美元，受新能源汽车庞大需求的驱动以及电力设备等领域的带动，IHS 预测到 2027 年碳化硅功率器件的市场规模将超过 100 亿美元。2021 年起，受益电动汽车拉动，SiC MOSFET 将保持较快的速度增长，成为最畅销的分立 SiC 功率器件。

预测2025年光伏发电逆变器SiC渗透率50%

在光伏发电应用中，基于硅基器件的传统逆变器成本约占系统 10% 左右，却是系统能量损耗的主要来源之一。使用碳化硅MOSFET 或碳化硅 MOSFET 与碳化硅 SBD 结合的功率模块的光伏逆变器，转换效率可从 96%提升至 99% 以上，能量损耗降低 50% 以上，设备循环寿命提升 50 倍，从而能够缩小系统体积、增加功率密度、延长器件使用寿命、降低生产成本。高效、高功率密度、高可靠和低成本是光伏逆变器的未来发展趋势。在组串式和集中式光伏逆变器中，碳化硅产品预计会逐渐替代硅基器件。

预测2030年轨道交通SiC渗透率30%

城市轨道车辆和高速列车是轨道交通未来发展的主要动力。轨道交通车辆中大量应用功率半导体器件，其牵引变流器、辅助变流器、主辅一体变流器、电力电子变压器、电源充电机都有使用碳化硅器件的需求。其中牵引变流器是机车大功率交流传动系统的核心装备，将碳化硅器件应用于轨道交通牵引变流器能极大发挥碳化硅器件高温、高频和低损耗特性，提高牵引变流器装置效率，符合轨道交通大容量、轻量化和节能型牵引变流装置的应用需求提升系统的体效能。2018 年碳化硅器件在轨道交通总占比约为2%， CASA预测，2030 年轨道交通碳化硅器件占比将达到30%。

UnitedSiC（联合碳化硅）成立于1999年，是美国一家专业的碳化硅（SiC）功率半导体制造商，也是全球唯一一家拥有同时兼容SiC和Si驱动的SiC FET制造商。创新碳化硅场效应晶体管（FET）、碳化硅结型场效应晶体管（JFET）和碳化硅肖特基二极管（Schottky Diode）等功率半导体器件。

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本文由董慧转载自UnitedSiC，原文标题为:新能源汽车、光伏和轨交市场的快速发展，促SiC 进入爆发期。，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

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