车载充电机对SiC功率器件的市场需求不断增涨，2025年市场规模预计超过30亿元人民币

时间： 2023-04-23 来源：绿能芯创电子科技有限公司公众号

技术问答

一．何谓车载充电机

车载充电机(On-Board Charger，OBC)是固定安装在电动汽车上的充电机，输入交流电（例如家用220V交流电），车载充电机将该交流电转换为直流电，给动力电池充电，实现新能源汽车动力电池的安全自动充电。由于冷却方式不同，车载充电机，主要可分为两种形态如下图。

目前，市场上的OBC主要是在400V电池平台上工作，主流的功率等级是3.3kW和6.6kW。由此来看，由于纯电动汽车的电池较大，OBC要能提供较大的输出功率，而插电式混合动力汽车的电池较小，OBC应提供较小的输出功率。那么，具体来说，HEV和PHEV的OBC功率为3.3kW，通勤BEV为6.6kW，卡车BEV为11kW，高性能车和商用车辆为22kW。

自2021年开始，国内车企纷纷布局800V快充技术，国内800V高压快充行业进入发展加速期。为了配合高压系统，OBC的功率范围也要进行相应的提升。随着整车平台高压化、快充技术的成熟，OBC的额定输出功率便往11kW和22kW发展。

二．在车载充电机中导入SiC的优点

OBC作为新能源车的核心部件之一，其效率、功率密度等参数对新能源车充电时间和续航里程具有一定影响。在保证系统可靠性和稳定性的前提下，更高的功率密度对减轻整车重量，提升整车续航里程具有积极推动作用，更高的效率对于缩短充电时间具有积极意义。

使用传统Si基功率半导体作为核心功率器件的OBC在效率和功率密度上已经达到瓶颈，继续使用Si基半导体已无法较大幅度提升OBC的效率和功率密度。而SiC功率器件具有高频、高效率的特点，在OBC上使用SiC功率器件对于提升OBC的效率和功率密度有较大帮助。

导入SiC功率器件能为车载充电机带来众多优点，首先是成本，采用SiC功率器件可减少DC/DC模块中大量的栅极驱动和磁性元件，因此，尽管SiC功率器件的成本比单个Si基功率器件的成本更高，但采用SiC方案的车载充电机整体上可节约20%左右的成本。然后是体积，采用SiC技术，双向车载充电机体积可减小20%以上，节省了汽车内部空间，整车系统更容易实现多合一小型集成化。最后是效率，SiC方案的双向车载充电机比普通双向的车载充电机效率高2%-3%，采用全SiC MOSFET方案的22kW双向车载充电机，开关频率则提高一倍以上，SiC系统在3kW/L的功率密度下可实现97%的峰值系统效率，而采用Si基方案的车载充电机仅可在2kW/L的功率密度下实现95%的效率，这一系统效率的提升可为消费者节约每年250元左右的能源。

三．国内主流的车载充电机企业

根据NE时代公布的数据，2021年新能源乘用车装机量为288.7万套，下表所列企业为国内年销量前10名的车载充电机企业，这10家企业车载充电机的装机量累计超过90%的市场份额，其中前4家企业市场占有率累计为59%，均在10%以上。这些车载充电机企业合作的车企和应用的车型在表1中已列出，包括新势力车企如理想、小鹏、零跑、蔚来等，也有比亚迪、上汽、吉利、长安、北汽、广汽、一汽等传统车企。

四．国内导入SiC的车载充电机企业

许多电源类供应商已在车载充电机产品中导入SiC功率器件，目前，部分第三方生产商已具备SiC电源产品的量产能力，SiC功率器件在6.6kW及更高功率的车载充电机产品中被较为充分的应用，具体情况如表2所示。

五．SiC功率器件在车载充电机市场的需求估算

车载充电机分为单向车载充电机和双向车载充电机。单向车载充电机利用电网电能给新能源车的蓄电池组充电，功率单向流动。双向车载充电机的功率双向流动，能利用电网电能给新能源车充电，还能将新能源车电池的电能回馈到电网。

单向车载充电机和双向车载充电机均为两级结构，一级为PFC电路（AC-DC），二级为DC/DC级，两部分电路均需要用到功率器件。

图3、图4分别是PFC级单向充电和双向充电的拓扑图，适用功率等级为2.3kW到22kW，PFC级单向充电时用到2颗MOSFET和6颗SBD，双向充电时用到6颗MOSFET，且不需使用SBD。上述Si基功率器件均可根据应用需求替换为SiC功率器件。

图5是DC/DC级的单向充电拓扑图，适用功率等级为2.3kW到22kW，单向充电时用到4颗MOSFET和4颗SBD，DC/DC级双向充电时用到8颗MOSFET。上述Si基器件均可根据应用需求替换为SiC器件。

由于车载充电机的市场需求与电动汽车的销量密不可分，因此，在估算SiC功率器件在车载充电机市场的需求之前，需要先估算国内电动汽车的销量。根据乘联会官网公布的国内电动汽车销量数据，对2022年到2025年的国内电动汽车的销量进行预测，结果显示2025年国内电动汽车的销量预计超过一千万辆，由此可见，国内电动汽车市场的发展空间非常广阔。随着电动汽车行业快速发展，车载充电机的应用也会越来越广泛。

目前电动汽车市场上仍然以400V的电压平台为主，单向车载充电机的市场占有率超过70%。对于车载充电机而言，单相车载充电机受交流电进线电流限制，最大功率只能到6.6kW。在市场需求的驱动下，2022年-2025年SiC功率器件在国内电动汽车的车载充电机中的普及率会逐年增长。以国内电动汽车的销量作为车载充电机数据预测的考量，综合SiC功率器件在国内电动汽车中的普及率，预测出2022年-2025年在车载充电机行业中SiC功率器件的市场规模。由图7得知，2022年-2025年SiC SBD和SiC MOSFET会用到的6英寸晶圆片数量逐年增加，相应的，2022年车载充电机所用的SiC功率器件的市场规模预计超过8亿元人民币，2025年超过30亿元人民币。

六．总结

为了满足消费者对新能源车快速充电的诉求，提高市场竞争力，车企纷纷布局800V快速充电，电压升高，车载充电机的功率也要升高，目前市面上车载充电机主流的功率是3.3kW和6.6kW，车载充电机的功率有向11kW和22kW发展的趋势。比起Si基功率器件，车载充电机导入SiC基功率器件可以降低成本、减小体积、提高效率，因此，越来越多车载充电机企业在车载充电机中导入SiC功率器件。

目前国内第三代半导体企业积极布局，SiC基功率器件在各主流应用市场会逐渐普及，价格会逐步下降，搭载SiC功率器件车载充电机的车企会越来越多，SiC功率器件在车载充电机领域的应用前景非常广阔。

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基本半导体（BASIC）碳化硅功率器件选型指南（中英文）

描述- 深圳基本半导体有限公司是中国第三代半导体行业领军企业，专业从事碳化硅功率器件的研发与产业化。研发覆盖碳化硅功率器件的材料制备、芯片设计、封装测试、驱动应用等全产业链，推出通过 AEC-Q101 可靠性测试的碳化硅肖特基二极管、通过工业级可靠性测试的 1200V 碳化硅 MOSFET 以及汽车级全碳化硅功率模块等系列产品。Shenzhen BASiC Semiconductor LTD., the leading enterprise of Wide-band Gap semiconductor industry in China.BASiC master the global advanced core technology of SiC. The R&D fields cover the whole industrial chain of SiC power devices.

型号- BC1D12065,B1D30065HC,B1D16120HC,B1D04065KF,B1D15065K,B2D15065K,BC1M018120,B1D03120E,BMF450R08PC4,B2D40065HC,BC1D06065,BMS600R12HWC4,B1D10065K,B1D10065H,B1D10065E,B1D10065F,B2D20065TF,BMF400R12MCC4,BC1D05120,BMF600R12PC4,B1M018120HK,B1D12065K,B1D06065KF,B1M018120HC,B2D30120HC1,BC1D02120,BMS400R12HWC4,B1D06065KS,B2D20065K,B1D20065K,B1D16065HC,B2D20065F,B2D20065H,BC1D08065,B1D05120E,B1D20065HC,B1D05120K,B1M160120HC,B2D08065KS,BMF600R12MCC4,B1D08065K,B2D08065K,BMS700R08HWC4,B1D08065E,B1D10120HC,B1D02120E,BC1D10120,B1M032120HK,B1D08065F,B2D10065KS,BC1D02065,B1D02120K,B1D40120HC,B2D04065K1,B1D20120K,B2D20120HC,B1D20120H,B1M080120HC,B1D10065KF,B1D06065K,B1D08065KS,B1M080120HK,BMF400R12PC4,B1D06065F,BMF700R08PC4,B1D04065E,BC1D15120,B1D06065E,1CD0214T17-XXYY,B1D04065K,BC1D20065,BMS450R08HWC4,B1D08065KF,BC1M032120,BC1M080120,B1D02065E,BC1D10065,B2D20120HC1,B1D10065KS,B1D20120HC,B1D02065K,BC1D04065,B2D06065Q,B2D06065K,B2D10065Q,B2D04065D,B1D10120K,BC1D15065,B2D06065E,B2D10065K,B1D30120HC,B1D10120H,B1D10120E,B2D10065F,B1M032120HC,B2D10065K1,BC1D20120,B2D04065V,BC1M160120

选型指南 - 基本半导体 - 2022/3/7 PDF 中英文下载

SiC 功率器件在车载电源中的应用

型号- WM2A030065L,WM2A020065L,WM2A075120L,WM2A060065L,WM2A040120L

商品及供应商介绍 - 中电国基南方 - 2024年4月 PDF 中文下载

爱仕特（AST）SiC碳化硅芯片及模块选型指南

目录- 公司简介和芯片/模块产品规则芯片模块参数含义和芯片/模块产品可靠性要求介绍

型号- ASC20N650MT3,ASC100N1200MD10,ASC700N1200,ASC800N1200,ASC12N650MT3,ASC100N1700MT3,ASC100N900MT3,ASC100N900MT4,ASC10N1200MT3,ASC5N1700MT3,ASC1000N900,ASC60N650MD8,ASC30N1200MT3,ASC30N1200MT4,ASC100N650MT3,ASC100N650MT4,ASC18N1200MT3,ASC60N1200MT4,ASC60N1200MT3,ASC20N3300MT4,ASC60N650MT3,ASC60N900MT4,ASC60N650MT4,ASC60N900MT3,ASC600N1200,ASC-60-N-650-M-T-4,ASC100N1200,ASC300N1200,ASC60N1200MD8,ASC100N1200MT3,ASC100N1200MT4,ASC8N650MT3,ASC5N1200MT3,ASC1000N1200

选型指南 - 爱仕特 - 2021/11/26 PDF 中文下载

泰科天润（GPT）SiC碳化硅芯片/SiC碳化硅二极管选型指南

目录- Company Profile SiC Chip/SiC Devices

型号- G3S06506D,GW3-S12050,G5S06505DT,G3S06506C,G3S06506A,G4S06508HT,G3S06550A,G5S12020B,G3S17020PP,G3S06510C,G3S06510D,G5S12020A,G3S12020A,G3S06506H,G3S06510A,G4S12020D,G3S12020B,GW1-S3300.6,G3S06510B,G5S12015P,GW3-S065100,G3S06505R,G3S06004J,G3S12003R,G5S06508AT,G5S06504AT,G5S06505CT,G3S06505C,G4S06515HT,G3S06505D,G5S12015A,G3S06505A,G3S12003A,G5S06510HT,G4S06515PT,G3S12003C,G5S12015L,G3S06505H,G3S12003H,G3S06504R,G5S06510PT,G3S06520L,G3S06520H,G5S12002R,GAS06540B,G3S06560B,G3506008J,G3S12002R,G3S06520P,G3S06504C,G3S06504A,G5S06508HT,G3S06516B,G5S06504HT,G3S12002A,G4S06515QT,G3S12002C,G3S06504H,G3S06520B,G3S12002D,G5S12010A,G5S06508PT,G3S06520A,G3S06504D,G3S12002H,G3S06503R,GWA-S06520,G3S06540PP,G3S065100P,G5S06506CT,G4S06508AT,GW3-S17050,G5S06505AT,G3S06503A,GW3-S12020,G3S12040PP,G5S06508QT,G3S06503H,G5S06504QT,G4S06510HT,G3S06503C,G3S06503D,G3S06530L,G5S12020H,GW3-S06550,G4S06510PT,G4S06515AT,G5S12020P,G5S06506DT,G3S06530P,G3S06502R,GW5-S12010,G3S06502A,G4S06510AT,GW3-S12010,G5S06505HT,G3S06502H,G3S17010A,GW5-S12015,G3S06530A,G3S06502D,G3S12040B,G3S06502C,GW3-S06520,G4S06510QT,G4S06508CT,G5S12008A,G5S06506AT,G3S17005P,GW3-S17010,GW5-S12002,G5S06510DT,G4S06515DT,GW3-S12002,GW3-S12003,GW3-S12005,GAS06520A,G3S17005C,GW5-S12008,G3S17005A,G3S12010H,GAS06520H,G3S06508R,G5S12010P,GAS06520D,G3S12010M,G3S17020B,GW3-S06530,G4S06508DT,G3S12010P,GAS06520P,G3S12010R,G3S12050P,GAS06520L,GW3-S33050,G4S06510CT,G5S06506HT,G5S06510AT,G3S06508D,GW3-S17005,G3S06508C,G5S12002C,G3S06508A,G5S12002A,G3S12030PP,G3S06540B,G5S12030B,G3S12010A,G3S12010B,G3S12010C,G3S12010D,G3S06508H,G3S06512B,GW1-S33001,GW1-S33002,G5S06510QT,G3S12005P,GW1-S33005,G3S06006J,G3S12005R,GW3-S06506,GW3-S06508,GW3-S06502,G3S06010J,GW3-S06503,GW3-S06504,G5S06508CT,GW3-S06505,GW5-S12020,G4S06510DT,G3S12005A,G3S17050P,G3S12005C,G3S12005D,G3S12005H,G3S06510M,GW3-S06510,G3S06506U,G3S06506R,G3S06510K,G3S06510L,G3S12020L,G3S06510H,G3S17010B,G3S17010P,G3S12020P,G3S06550P,G3S06510R,G5S06508DT,G3S06510P,G3S12020U

选型指南 - 泰科天润 - vol.02 - 2020/7/7 PDF 英文下载

拆解案例分享 |真茂佳ZMA230P06D汽车级功率MOSFET在比亚迪仰望U8大灯中的应用

在车灯研究院最新一期的拆解推文中，作者对比亚迪豪华车仰望 U8 进行车灯拆解，发现这款车型的交互灯PCBA使用了真茂佳的 ZMA230P06D芯片。真茂佳ZMA230P06D采用先进的Trench工艺，具有简化驱动电路，导通阻抗低，浪涌能力强等特点，在车灯应用里边主要用于高边开关和防反。因此在汽车车灯行业中有着广泛的应用案例。

应用方案发布时间 : 2024-08-12

扬杰科技（YANGJIE）碳化硅产品选型指南

描述- 公司产品线含盖单晶硅棒、硅片、外延片、分立器件芯片、MOSFET、IGBT&功率模块、SiC、整流器件、保护器件、小信号等，为客户提供一揽子产品解决方案。

型号- YJD2065100NCTGHQ,YJD106520BQG2,YJD212060B7GH,YJD206560B7GH,YJD212060NCTGH,YJD106520FQG2Q,YJD2065200BGH,MB480U065F2,YJD212040T2GH,YJD112020NCTQG2,YJD2120160NCFG1Q,YJD106508PQG2,YJD2120120NCTGHQ,YJD112002DG1,YJD2120120BGH,YJD217045NCFGH,MB60DU12ST,MB80DU12ST,YJD212080NCFG1,YJD206560NCTGH,YJD2120120NCTGH,YJD2120240NCFGH,YJD2120120NCFGHQ,YJD21701K0B7GH,YJD106520DQG2Q,YJD212030NCFGHQ,YJD106506BQG2,YJD212060T2GH,YJD106520PQG2,YJD212040NCTG2,YJD112020BXGG2,YJD212040NCTG1,YJD106502DQG3,MB60DU12STN,YJD21701K0NCTGH,YJD106504PG1,YJD112015PGG2,YJD212040T2GHQ,YJD212030NCTGH,YJD106520NCTQG2,YJD212030T2GH,YJD106540NCTQG2,YJD106510BQG2,YJD106510PQG2Q,YJD112010BQG2,YJD206525NCTGHQ,YJD106502PQG3,YJD106508BQG2,YJD2120240NCTGHQ,YJD212040NCTGH,YJD106510PQG2,MC16UZ12STN,YJD112040NGG2,YJD206550NCFGHQ,YJD106504DG1,YJD212040NCTGHQ,YJD212080NCTGHQ,YJD206560NCFGHQ,YJD106520DQG2,YJD106550BQG3,YJD212080NCFG1Q,YJD112040NCTG1,YJD2120120B7GH,YJD2120160NCFG1,YJD112005PG1,YJD112030NGG2,YJD2065200NCFGH,YJD112030NGG3,YJD2065100NCTGH,YJD112015NG1,YJD212030T2GHQ,YJD106520NCTQG2Q,YJD2120240BGHQ,YJD212080NCFGH,YJD212040NCFGHQ,YJD206520NCTGH,YJD206550NCFGH,YJD2065100B7GHQ,YJD206525NCFGH,YJD206530NCTG1,YJD2120240B7GHQ,YJD212080NCFGHQ,YJD112002PG1,YJD112005DG1,YJD2120240NCTGH,YJD2065100NCFGHQ,YJD206550B7GH,YJD2120120B7GHQ,YJD206560NCTGHQ,YJD206530NCTG1Q,YJD2065200B7GH,YJD112020BGG2,MB120DU12FJ,YJD206525T2GHQ,YJD112015NGG2,YJD106506PQG2,YJD206520NCTGHQ,YJD112030NCTG1,YJD206560NCFG1,YJD112010DQG2,YJD106508DQG2,YJD206530NCFG1Q,YJD212040NCTG1Q,YJD206560NCFG1Q,YJD206560NCFGH,YJD217045NCTGH,YJD112010NQG2,YJD212080NCTG1Q,YJD2120240B7GH,YJD106520PQG2Q,YJD212040NCFG2Q,MB120DU12ST,YJD2120120BGHQ,YJD106520FQG2,YJD2065100B7GH,YJD212080B7G1Q,YJD212060NCFGH,YJD2120240NCFGHQ,YJD212080T2GHQ,YJD212060B7GHQ,YJD112030NCTGG2,YJD112040NCTGG2,YJD112040NCTGG1,YJD212040NCFG2,YJD21701K0NCFGH,YJD106520NQG2Q,YJD212040NCFG1Q,YJD2120120NCFGH,YJD206560B7GHQ,YJD212030NCFGH,YJD106510FQG2,YJD112010FQG2,MB60DU12FJ,YJD206520NCFGHQ,YJD206525T2GH,YJD206550NCTGHQ,MB80DU12FJ,YJD206560NCTG1Q,YJD106506FQG2,MB200DU12FJ,YJD212040NCFG1,YJD112040NQG2,YJD212060T2GHQ,YJD106520BQG2Q,YJD2120240BGH,YJD206550B7GHQ,YJD112010PQG2,YJD212060NCTGHQ,MB480U12F2,YJD2120160NCTG1Q,YJD106510DQG2Q,YJD212080B7GH,YJD212080B7GHQ,YJD212030NCTGHQ,YJD206525NCTGH,YJD112030NG1,YJD106510FQG2Q,YJD212040NCFGH,YJD212080B7G1,YJD2065100NCFGH,YJD112030NQG2,MB200DU12ST,YJD2065200NCTGH,YJD2120160NCTG1,MB180DU065FJ,YJD106508FQG2,YJD212080T2GH,YJD21701K0BGH,YJD106510BQG2Q,YJD212040NCTG2Q,YJD212060NCFGHQ,MB180DU12FJ,YJD212080NCTG1,YJD112005FG1,YJD206525NCFGHQ,YJD112010BXQG2,YJD106520NQG2,YJD212080NCTGH,YJD206550NCTGH,YJD206560NCTG1,YJD106550NQG3,YJD206520NCFGH,YJD206530NCFG1,YJD106506DQG2,YJD112020NGG2,YJD106510DQG2

选型指南 - 扬杰科技 - 第一版 - 2023年09月 PDF 中文下载

【选型】OBC用SiC MOS推荐WM2A075120L，漏源极电压高达1200V，连续漏极电流33A

11KW的OBC项目需要一款SiC MOS，1200V电压、内阻60mΩ~80mΩ、TO247四角封装。推荐中电国基南方WM2A075120L，漏源极电压1200V，高阻压，适合高压复杂情况；连续漏极电流33A，驱动简单。

器件选型发布时间 : 2023-03-16

WAYON SGT Gen4系列车规MOSFET助力汽车电机控制器

WAYON应用于汽车电子的分立器件包含20-150V各电压平台LV MOS、650V高压超结MOS、1200V SiC MOS/ SiC SBD及各频率段分立IGBT，可大面积覆盖汽车各系统应用。

应用方案发布时间 : 2024-08-10

【视频】蓉矽高可靠性SiC功率器件在光储充与新能源汽车上的应用

型号- NCD30S40TTD,NC1M120C12HT,NC1M120C12W,NC1D120C10AT,NCD30S20TTD,NC1D120C20KT,NC1D120C30KT,NC1M120C40HT,NC1M120C75HT

商品及供应商介绍 - NOVUSEM PPTX 中文下载

中电国基南方SiC MOSFET选型表

中电国基南方提供SiC MOSFET的以下参数选型，VDSS(V):650V~1700V，RDS(on):11mΩ~1000mΩ，ID:5~150A，有TO-247-3、TO-247-4等多种封装形式。

产品型号	品类	GEN	VGS(th)(V) (Typ.)	Junction Temperature(TJ)(MAX)(℃ )	VDSS(V)	Drain Current(A) TC=25℃	质量等级	RDS(on)(mΩ)	Package	Gate Charge Total(Qg)(nc)	Total Power Dissipation(PTOT)(W)
WM2V020065K	SiC MOSFET	G2	2.6V	175℃	650V	92A	车规级	20mΩ	TO-247-3	187nc	312W

选型表 - 中电国基南方立即选型

蓉矽半导体碳化硅产品在车载充电机中的应用：已通过AEC-Q101测试和HV-H3TRB考核

为了提升充电效率，延长续航里程，800V高压平台成为主流选择。使用1200V碳化硅MOSFET对提升OBC功率密度、降低重量具有积极意义和显著效果。NOVUSEM自主研发的1200V 40mΩ SiC MOSFET NC1M120C40HT已顺利通过AEC-Q101车规级测试和HV-H3TRB加严可靠性考核，支持11kW/22kW大功率主流充电，适配目前OBC 800V高电压电池发展趋势。

应用方案发布时间 : 2024-07-20