电动汽车800V快充的国产芯机会
800V快充大势所趋
中汽协数据显示，1～11月，新能源汽车产销分别达到625.3万辆和606.7万辆，同比均增长1倍，市场占有率达到25%。值得一提的是，我国已提前3年完成《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》中制定的“新能源汽车将在2025年渗透率达到25%”的目标。而另据标普全球汽车动力总成与合规高级分析师张文娟在近期举办的第六届集微半导体峰会中指出，中国新能源汽车产量到2030年将实现55%的渗透率，达到1600万辆的规模。
不过，充电难、充电慢等问题依然是阻碍新能源汽车渗透率快速提升的重要因素。
当前，高压快充成为行业的多数选择。2019年，保时捷的Taycan全球首次推出800V高电压电气架构，搭载800V直流快充系统并支持350kw大功率快充。进入2021年后高压快充路线受到越来越多主机厂的青睐，先是现代、起亚等国际巨头发布800V平台，之后比亚迪、长城、广汽、小鹏等国内主机厂也相继推出或计划推出800V平台，高压快充体验将会成为电动车市场差异化体验的重要标准。
随着车企的 800V布局加速，信达证券预计2025年，800V 高压架构车型渗透率或将达到 15%，全球 800V 架构新能源汽车销售量达到 370 万辆。
车用SiC，迎来800V风口
800V电压系统需要1200V的耐压功率芯片，1200V器件选用SiC为衬底做MOSFET和Si衬底的IGBT对比能提高6%-8%的整车效率。因此，SiC正成为800V高压快充平台应用的最优选项。未来，以SiC为核心的800V强电系统，将在主逆变器、电机驱动系统、DC-DC、车载充电器（OBC）以及非车载充电桩等领域迎来规模化发展。
早期的 SiC 产品受到 SiC 晶圆生长工艺和芯片加工能力限制，SiC MOSFET 的单芯片载流能力远低于 Si IGBT。2021年，随着技术逐年进步，量产耐压1200V的SiC MOSFET载流能力上有了进步，已经看到了可以适配 200kW 以上功率的产品。
800V 应用最大的难点依然是离不开成本。汽车之心数据显示，截至 2022 年 10 月 11 日，英飞凌两款性能规格接近的 IGBT 与 SiC MOSFET 零售价格差在约 2.5 倍。
据Yole的预测数据，预计到2027年，SiC器件市场将从2021年的10亿美元规模增长到60亿美元以上。
国产SiC厂商迎来机遇
放眼市场，车用第三代半导体SiC领域仍以欧美日等成熟市场的半导体企业占据主导地位。
2021 年全球 SiC 功率器件市场格局
但随着新能源汽车的快速发展，也吸引了一批国内企业密集布局。以比亚迪半导体、斯达半导、中国中车、三安光电、华润微电子、派恩杰、芯聚能等本土企业也都在积极发力，发力车用SiC。尤其是比亚迪半导体、中车时代、三安光电、芯聚能等这些采用IDM模式的厂商优势更明显，斯达半导体也正从Fabless模式向IDM模式转型。
不过，本土企业要想真正在车用SiC领域实现自主突围，任重道远。尤其是如何满足车规的高标准要求，是几乎所有本土企业亟待解决的问题，但目前已经实现了从无到有的突破，相信规模量产只是时间问题。
对于国内企业在800V SiC器件上的进展和挑战，三安光电副总经理陈东坡表示：“对于SiC器件和模块，要将系统电压提升到800V的话，那么元器件应推升到1200V，但是1200V SiC MOSFET器件，目前国内还较为欠缺。再往上游看，衬底和材料部分，目前国内4英寸的基本可以满足，但如果要追求性价比，降低成本的话需要往6英寸甚至8英寸延伸，目前国内市场和国外龙头企业还有一些差距。”
国产 SiC 衬底与海外衬底的参数对比
资料来源：天岳先进招股说明书，天科合达招股说明书，华泰研究
国内厂商积极布局碳化硅器件领域，已经实现低端进口替代。现在已经商业化的 SiC 产品主要集中在 650V-1700V 电压等级，主要产品为二极管和晶体管，3000V 以上电压及 SiC IGBT 尚在研发当中。国内厂商如泰科天润已发布 3300V/0.6 A-50 A SiC 二极管系列产品；三安集成、基本半导体等公司已实现 650V、1200V、1700V SiC MOSFET 的小规模量产；功率模块方面，国内上市企业士兰微、斯达半导等公司积极布局，目前比亚迪汉已经成功搭载了自主研发的 SiC MOSFET 控制模块。
综合来看，800V高压快充平台将是未来新能源汽车重要发展趋势之一。未来两三年内，800V高压快充技术将得到大范围普及应用。这场高压平台“升级革命”让SiC器件成为焦点，伴随国内外众多企业加速布局800V高压平台，SiC产业链在其趋势和挑战中正迎来“风口”。
从行业当前进程来看，这是国产功率器件借着SiC在电动车主驱的应用契机，也是全面赶超国外功率器件的机会，值得关注。
编辑：zqy 最后修改时间：2022-12-30
