高压快充推动碳化硅SiC器件产业化：新能源汽车市场趋势与技术革新

时间： 2024-08-10 来源：铭普光磁公众号

技术问答

当前，全球新能源汽车市场势头高涨，正处于快速发展阶段，我国发展增速较为突出。根据中国电动汽车百人会发布数据显示，2023年全球新能源汽车销量1465.3万辆，中、美、欧分别为949.5万、146.8万、294.8万，中国占比超60%。

资料来源：中国电动汽车百人会

01、中国新能源汽车月度销量及增长率
基于电动化产品、市场的突破，2024年国内企业将延续崛起势头，提升电动化水平，带动功率器件发展、配电系统产品升级，预计2024年全球新能源汽车销量将超过2000万辆，中国仍将会贡献全球销量的60%。

资料来源：中国电动汽车百人会

02、新能源整体市场情况

随着我国新能源汽车保有量快速增长，补能成为影响用户购买新能源汽车的主要因素之一。快充是解决补能问题的主要手段之一，而实现快充可以通过大电流和高电压两种路径，目前大电流路线复杂度较高，高压快充将是未来主流。国内外车企积极布局高压快充，预计2025年全球800V车型渗透率将达到13%。800V高压平台是一个系统工程，车端、电池端和充电端的零部件在渗透率提升过程中不断迭代升级。

资料来源：中国电动汽车百人会

03、800V高压平台下未来发展趋势
碳化硅器件在新能源汽车产业中主要应用在电机控制器（电驱）、车载充电机OBC、DC/DC变换器以及充电桩，相比硅基器件有更优越的物理性能，体积小，节能性强，更适应新能源汽车增加续航里程、缩短充电时长、提高电池容量、降低车身自重的应用需求。

根据罗姆的预测，自2023年开始，电机控制器中的SiC占比将会迅速上升，渗透率将会从2022年的9%增长到25%。预计到2025年，SiC在电机控制器中的渗透率将高达40%。OBC和DC/DC为低功率高频率场景（OBC的功率在3.3~22kW，频率100~300kHz；DC/DC的功率一般为3kW，频率在100kHz以上），SiC MOSFET有望替代Si MOSFET或二极管。通过SiC MOSFET进行替代，可以减少散热器、被动元件尺寸、简化电路，实现效率的提升。目前，OBC供应商已经开始推广配备SiC器件的产品，部分也采用了国产器件。根据电子发烧友网，目前国内碳化硅芯片在OBC的渗透率已经达到60~70%。充电桩为中低功率中高频场景（功率22~100kW，频率为50~100kHz），碳化硅耐高压和高频的性能优势正好适配直流快充桩的需求，同时还可降低拓扑复杂度，减少驱动配套电路数量与功率器件用量，从而降低充电桩的体积和系统成本。此外，对于充电运营商而言，应用SiC器件还可以减少开关损耗，提升转换效率，提高营业利润。

资料来源：Yole、招商银行研究院

04、碳化硅应用路线图

随着第三代半导体氮化镓GaN和碳化硅SiC的使用越来越多，对配套的磁性元器件也提出了更高的性能要求，要求磁性元器件使用频率更高、体积更小、效率更高、能耗更低，以更好的发挥出第三代半导体的优势。为顺应这一趋势，铭普光磁采用磁集成技术将两个或多个分立器件绕制在一副磁心上，能够有效减小磁性元器件的体积、重量，并获得更佳的电磁兼容效果，实现较高的功率密度，改善磁性元器件性能。

凭借多年来在磁性元器件领域中积累的研发技术、生产经验，铭普已形成PFC电感、共模电感、电源变压器、PLC变压器和塑封逆变电感等系列产品矩阵，且积极与碳化硅芯片公司Infineon英飞凌，ST意法半导体，NXP恩智浦，Navitas纳微，Innoscience英诺赛科，Silergy矽力杰等国内外众多芯片原厂前期开发合作，技术前沿，应用广泛，产品可以运用于光伏及储能类产品、新能源汽车、便携式移动电源、充电桩等领域。

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