快充续航都离不开的碳化硅，上车难在哪？

      来源：界面新闻

       “充电5分钟，续航里程增加200km。”这是年内即将上市的智己LS6“全域800V双碳化硅平台”给出的数据。

　　因碳化硅优良的物理特性契合新能源汽车市场发展需求，碳化硅半导体正迅速成为新能源汽车功率器件的发展趋势。然而，今年3月，全球碳化硅头部采购商特斯拉却给碳化硅投下了一枚“深水炸弹”——下一代汽车平台将减少75%的碳化硅使用量。

　　特斯拉为何“舍弃”碳化硅？目前，国内碳化硅产业发展到什么阶段？面临哪些机遇和挑战？近日，《上海汽车报》记者采访了碳化硅产业链上的多位专家，为上述问题寻求解答。

　　市场规模快速增长可期

　　碳化硅属于宽禁带半导体，由于原材料的特点，碳化硅半导体呈现出“三高一低”的特点，即支持高频率、高电压、耐高温，以及低损耗。因此，对于整车厂来说，碳化硅半导体能降低功率器件的开关损耗与导通损耗，有效提升电动汽车的续航里程。

　　随着新能源汽车在全球的普及加速，功率密度标准持续提升为碳化硅产业发展提供了契机。目前，各地区制订的电动汽车发展路线图中，功率密度标准逼近主流硅基器件的性能极限，碳化硅器件成为理想替代。中国市场上已有小鹏G6、长安阿维塔11(配置整车厂系统集成助力大规模推广

　　下游的整车企业是当前碳化硅功率半导体的最大客户。设计制造企业与承担系统集成任务的整车厂协同合作，为碳化硅市场茁壮成长提供了土壤。

　　积塔半导体副总经理刘建华告诉记者：“碳化硅最终的目标是要满足终端客户的需求，一定是从产品定义开始，结合终端客户的需求来规划系统集成、器件性能、产品性能，因此从设计到代工制造，再到整车厂系统集成，各个环节一定要互相配合，甚至要敢于给上下游一些试错的机会。”

　　刘建华表示，目前碳化硅领域的上下游联动模式主要有两种：一种是由政府牵头，以项目形式串联产业链；另一种则是产业链上各家企业和整车厂、零部件企业互动。政府推动与行业联动两轮并进，这基本上遵循了当初车规级IGBT的产业联动模式，有望推动中国碳化硅产业迅速追赶国际领先企业。

　　这也与整车厂当前的发展方向不谋而合。“我们希望能不断把这种高效的技术应用起来，支持国家的‘双碳’战略。”上汽创新研发总院捷能公司电驱业务部首席工程师王东萃告诉记者，“但是，目前碳化硅的成本仍然较高，制约了技术的大规模推广。”

　　据悉，目前在800V高压平台上用碳化硅功率器件全面替代硅基IGBT，会使电驱系统成本增加15%-30%。同时，平台电压升高也会导致电池成本上升5%-10%，综合下来，会使整车成本增加数千元。在目前汽车市场竞争激烈的大环境中，这样的成本增加不容小觑。在应用更广的400V电压平台上，虽然400V电池包的成本相比800V成本友好一些，但目前400V的碳化硅应用增效相比800V会少一些，故400V整车也面临不小的成本压力。

　　为了加快碳化硅国产化进程，推动碳化硅更快、更多地上车，包括上汽在内的中国多家整车企业与上游企业展开了紧密的合作，以产业链协同促进上下游共赢。与此同时，上汽通过产业金融投资也已完成了对碳化硅半导体产业链的相关布局，将包括衬底原材料企业天科合达、天岳先进，设计/制造企业华大半导体、积塔半导体、瞻芯电子等优质企业融入上汽产业生态，形成价值共创共同体，共同推动碳化硅产业链上下游的业务协同和资源整合。

　　王东萃表示：“现在整车的集成度愈发提高，深度集成需要上下游更多合作。系统中，功率器件的空间、体积如何做到最优？性能与电机怎么紧密地结合？产品可靠性如何提高？针对这些问题，我们作为整车厂，可以和上游供应商联合定义、联合开发，共同把性能做到更好。”

　　据王东萃预计，到2026年，碳化硅产业的良率会提高，生产规模也会扩大，届时会带动整车综合成本逐渐下降到与硅基IGBT持平，应用前景相当广阔。