中國(guó) SiC 產(chǎn)業(yè)鏈崛起，多款主流新品推動(dòng)自主化進(jìn)程
近日，調(diào)研機(jī)構(gòu) TrendForce 集邦咨詢報(bào)告顯示，2024 年第四季度全球電動(dòng)汽車逆變器總裝機(jī)量達(dá)到 867 萬(wàn)臺(tái)，季度增長(zhǎng) 26%。中國(guó)與歐洲市場(chǎng)的強(qiáng)勁需求成為主要增長(zhǎng)動(dòng)能，帶動(dòng)純電動(dòng)車（BEV）、插電混合式電動(dòng)車（PHEV）裝機(jī)量同比較上季成長(zhǎng) 28%。值得注意的是，華為已經(jīng)位列全球五大供貨商之列。
該報(bào)告還披露，2024 年全球牽引逆變器市場(chǎng)裝機(jī)量達(dá) 2721 萬(wàn)臺(tái)，SiC（碳化硅）逆變器受惠于特斯拉及中國(guó)車廠的采用，滲透率在第四季度達(dá)到 16%，為年度最高。從逆變器供應(yīng)端分析，比亞迪在 2024 年第三季超越日廠 Denso，第四季持續(xù)穩(wěn)居全球市占率最高寶座。第四季的最大亮點(diǎn)是華為受益于新能源車問(wèn)界系列的熱銷，首度成為全球五大供貨商。在全球前五的 SiC 逆變器供應(yīng)商陣容中，中國(guó)企業(yè)占據(jù)三席，打破了美歐日廠商主導(dǎo)的市場(chǎng)格局。
近年來(lái)，主驅(qū)碳化硅功率芯片的電壓等級(jí)不斷攀升，從最初的 650V、750V 發(fā)展到如今的 1200V，多家傳統(tǒng)車企及新能源汽車企業(yè)已采用這一技術(shù)。本文將重點(diǎn)梳理比亞迪、華為、方正微電子、長(zhǎng)安汽車在 SiC 芯片領(lǐng)域的最新進(jìn)展，以及它們?yōu)?SiC 產(chǎn)業(yè)鏈自主化貢獻(xiàn)的主流新產(chǎn)品。
主驅(qū) SiC 邁入 1500V 時(shí)代，比亞迪實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈自產(chǎn)自研
3 月 17 日，在比亞迪 e 平臺(tái)技術(shù)發(fā)布會(huì)上，比亞迪董事長(zhǎng)兼總裁王傳福發(fā)布了 “兆瓦閃充” 技術(shù)。他介紹道：“這一創(chuàng)新技術(shù)可實(shí)現(xiàn)最高充電電壓 1000V，最大充電電流 1000A，最高充電倍率 10C，最大充電功率 1MW，最高峰值充電速度能達(dá)到 1 秒 2 公里，5 分鐘充電 400 公里。”
為此，比亞迪對(duì)電機(jī)和電控系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)，推出全新的高轉(zhuǎn)速電機(jī)，轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘 30511 轉(zhuǎn)，成為全球首款量產(chǎn)的 3 萬(wàn)轉(zhuǎn)電機(jī)。如此高性能的電機(jī)，常規(guī)功率芯片無(wú)法承受，比亞迪研發(fā)出全新一代碳化硅功率模塊與之匹配。
比亞迪集團(tuán)執(zhí)行副總裁廉玉波宣布，比亞迪正式發(fā)布 1500V 車規(guī)級(jí) SiC 功率芯片，這也是行業(yè)首次量產(chǎn)應(yīng)用的最高電壓等級(jí)車規(guī)級(jí) SiC 功率芯片。首搭車型涵蓋漢 L EV、唐 L EV、仰望 U7、騰勢(shì) N9。
比亞迪技術(shù)負(fù)責(zé)人表示，輸出電壓 1000V 的電壓平臺(tái)，要求功率模塊半橋耐壓達(dá)到 1500V。為攻克這一難題，比亞迪自主研發(fā)了 1500V 耐壓的 SiC 功率模塊，采用雙面銀燒結(jié)工藝和高耐溫封裝技術(shù)，功率模塊可耐受 200 度高溫，雜散電感降至 5nH。在功率回路方面，采用激光焊接技術(shù)，確保了電控系統(tǒng)的高功率輸出。此外，基于整車大數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)了極致性能的控制策略，功率模塊輸出電流高達(dá) 1000A，實(shí)現(xiàn)了高電壓和高電流的完美結(jié)合，充分釋放了電機(jī)性能。
廉玉波指出，千伏架構(gòu)是對(duì)比亞迪電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)體系的權(quán)威升級(jí)?！拔覀儾粌H突破了 1000 伏高壓下電、磁、力、熱多個(gè)離場(chǎng)耦合的難題，還突破了高電壓下安全 EMC 等系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難題，更是重構(gòu)了從材料、部件、系統(tǒng)到整車全層級(jí)的千伏架構(gòu)設(shè)計(jì)體系，更具挑戰(zhàn)的是千伏高壓架構(gòu)的供應(yīng)鏈。” 據(jù)悉，比亞迪公布的 1500V 碳化硅芯片在其寧波生產(chǎn)基地進(jìn)行生產(chǎn)。
尊界新 SiC 車型即將上市，華為 800V 碳化硅高壓平臺(tái)賦能多個(gè)車型
2023 年 11 月，華為發(fā)布了全新的震撼新品 —— 全新一代 DriveONE 800V 高壓碳化硅黃金動(dòng)力平臺(tái)，并宣布該平臺(tái)將應(yīng)用于旗下首款智選車智界 S7。華為首發(fā)的 SiC 電機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)速可達(dá) 22000 轉(zhuǎn)，其自研的全新 SIC 模組大幅提升了 MCU 效率，最高效率達(dá)到了 98%。
2024 年 6 月 11 日，華為鴻蒙智行與奇瑞合作推出了智界 R7、智界 S7 等汽車，均配備了 800V 碳化硅高壓平臺(tái)，有單電機(jī)版和雙電機(jī)版。前者最大功率 215 千瓦，雙電機(jī)版最大功率 365 千瓦，CLTC 工況最大續(xù)航里程 855Km。
2025 年 2 月 20 日，在深圳舉辦的鴻蒙智行尊界技術(shù)發(fā)布會(huì)上，華為常務(wù)董事、終端 BG 董事長(zhǎng)、智能汽車解決方案 BU 董事長(zhǎng)余承東表示，尊界品牌的首款車型尊界 S800 將搭載六大智能化技術(shù)，預(yù)計(jì)將于 5 月底正式上市。據(jù)悉，尊界 S800 將搭載 530KW 的雙電機(jī)，并配備 65KWh、6C 增程電池。該車純電續(xù)航可達(dá) 200 公里，配合 1.5T 增程發(fā)動(dòng)機(jī)，綜合續(xù)航能力達(dá)到 860 公里。
方正微電子推出 1200V SiC 器件，應(yīng)用于主驅(qū)逆變器
去年 10 月，方正微電子在首屆 “灣芯展” 上重磅發(fā)布了車規(guī) / 工規(guī)級(jí) SiC MOS 1200V 全系產(chǎn)品。其中，TPAK FA120T008AA 產(chǎn)品采用高耐溫塑封器件，運(yùn)用芯片燒結(jié)和 Clip bond 技術(shù)提升器件性能，其燒結(jié)外形更適合電動(dòng)車主驅(qū)，耐壓為 1200V，電阻為 8mΩ。
方正微電子副總裁、產(chǎn)品總經(jīng)理彭建華表示，方正微電子車規(guī) 1200V SiC MOS 產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用，特別是在新能源汽車主驅(qū)控制器上已規(guī)模上車。
方正微電子在國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈上具備兩大優(yōu)勢(shì)：其一，公司已實(shí)現(xiàn)車規(guī)級(jí)碳化硅芯片量產(chǎn)，在芯片設(shè)計(jì)與制造上均實(shí)現(xiàn)獨(dú)立自主，并且與國(guó)產(chǎn) SiC 襯底、SiC 外延的知名廠商實(shí)現(xiàn)強(qiáng)強(qiáng)合作；其二，在產(chǎn)能規(guī)模上持續(xù)增長(zhǎng)。公司已實(shí)現(xiàn) 6 英寸 SiC 產(chǎn)能 9000 片 / 月，預(yù)計(jì) 2024 年底產(chǎn)能將達(dá)到 1.4 萬(wàn)片 / 月，2025 年將具備 16.8 萬(wàn)片 / 年車規(guī) SiC MOS 生產(chǎn)能力。
長(zhǎng)安汽車車規(guī)級(jí) SiC 芯片流片成功
3 月 4 日，“重慶青山” 官微消息稱，長(zhǎng)安汽車與重慶大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的 SiC 功率芯片首輪流片成功下線。該項(xiàng)目于 2023 年 4 月啟動(dòng)，此次流片下線的 SiC 功率芯片在耐壓和閾值電壓等關(guān)鍵參數(shù)上均表現(xiàn)出優(yōu)秀性能。器件耐壓性能突出，擊穿電壓最高可達(dá) 1700V 以上；閾值電壓一致性表現(xiàn)優(yōu)異，通過(guò)率達(dá)到 98%，實(shí)測(cè)值分布集中，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，在大批量使用時(shí)更易于配對(duì)，從而節(jié)約成本。
青山公司是長(zhǎng)安汽車的子公司，長(zhǎng)安汽車是國(guó)內(nèi)非常重視碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈布局的企業(yè)之一。3 月 17 日，斯達(dá)半導(dǎo)體重慶車規(guī)級(jí)模塊生產(chǎn)基地正式封頂，該項(xiàng)目由長(zhǎng)安汽車旗下的深藍(lán)汽車與斯達(dá)半導(dǎo)體聯(lián)合打造，總投資 4 億元，分兩期建設(shè)。一期規(guī)劃產(chǎn)能 50 萬(wàn)片 / 年，預(yù)計(jì) 2025 年 6 月實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)；二期擴(kuò)容至 180 萬(wàn)片。
寫在最后
TrendForce 表示，短期來(lái)看，牽引逆變器市場(chǎng)成長(zhǎng)仍靠中國(guó)及歐洲帶動(dòng)，特別是純電動(dòng)汽車對(duì)牽引逆變器的需求較其他動(dòng)力模式更高，這使得中國(guó)市場(chǎng)的表現(xiàn)更為關(guān)鍵。中國(guó)車企如比亞迪、長(zhǎng)安汽車、賽力斯、理想、小米等紛紛推出 SiC 車型，10 萬(wàn)級(jí)車型也開(kāi)始采用 SiC，加速了國(guó)產(chǎn)車規(guī)級(jí) SiC 芯片和主驅(qū)逆變器的上車進(jìn)程。中國(guó)芯片廠商已經(jīng)在全球供應(yīng)鏈上構(gòu)建了自身不俗的實(shí)力和強(qiáng)大的生態(tài)圈，未來(lái)有望在全球市場(chǎng)版圖上占據(jù)更多份額。
