宏观视角 特斯拉、小米硬刚的碳化硅电驱：芯片厂商最大战场

你有莫得发现，最近几年的汽车发布会上无东谈主不谈碳化硅。尤其是自从碳化硅技艺引入到电驱中，就如同给这颗腹黑注入了一剂强心针，让电驱逆变器片刻扭矩更大，效劳更高，尺寸更小，车重更轻，续航更长。

跟着800V高压SiC平台逐渐成为主流，市集增长势头彰着，畴前5年，碳化硅还会链接大放光彩。半导体厂商也在奴隶这一潮水，不停更替我方的家具。

是以，在电驱逆变器领域，碳化硅发展到哪一步了，畴前半导体厂商又会若何布局碳化硅？本文将详备解读。

碳化硅电驱愚弄史

思搞明晰碳化硅市集的逻辑，例必要从车企角度看问题。

特斯拉是碳化硅上车的引颈者，正因为特斯拉不论四六二十四力推碳化硅，碳化硅才得以红遍车圈。近二十年以来，特斯拉仅使用两种封装体式和两个工艺平台，统统车型齐分享统一逆变器遐想，体现了大单品策略。特斯拉的家具开发理念，以Cost Model为中枢，主驱逆变器阅历了四代发展，直到第三、四代，才运行负责使用碳化硅：

Gen1、Gen2逆变器剿袭TO247单管封装，聚积生动的工程遐想，既能快速上市又有较好的功率彭胀才气；2017年后推出的Gen3逆变器首创了车规级碳化硅器件封装，并兼容IGBT及夹杂封装，同期功率彭胀性能依旧出色；2018年努力适度特斯拉出产资本的马斯克，骤然高举“碳化硅大旗”，不吝以高价在Model 3主逆变器中装配24个由ST出产的碳化硅（SiC）MOSFET 功率模块ST GK026（650V/100A）；此后Gen4逆变器又进行了全面升级，在400V平台上功率密度和分量齐有权贵晋升，通过优化铜排结构和更严格的器件筛选，贬责了Gen3存在的栅极谐振问题，同期，母线电容和铜排布局进行了优化，简化了工艺，裁减了资本，并提高了出产效劳。

此后，汽车厂商开启了“碳化硅大时间”。2021年，小鹏G9初度剿袭800V高压SiC平台；雷同在2021年，蔚来首台碳化硅（SiC）电驱系统C样件下线；2023年，仰望、理思接踵通告过问800V快充市集，再度引燃碳化硅市集热度。

但“捧得高，摔得重”，特斯拉这位碳化硅的“贵东谈主”骤然改口，一句话“绝对烧毁”碳化硅。2023年头，特斯拉宣称其新平台中将减少75%的碳化硅用量，以达到降本见识。此讯息哄动一时，导致市集对碳化硅产生动摇。

业界大师以为特斯拉提议的夹杂器件逆变器决策，这种决策仅适用于特定场景，如供应问题等。天然表面上夹杂器件能通过聚积碳化硅和IGBT的优点裁减损耗，但在800V平台上性能和资本上风不彰着，且杀青难度大，鲁棒性弱，降本效果有限。碳化硅技艺卓著很快，夹杂模块的上风会连忙缩小，因此不建议当作永恒决策。

可是，一切的疑虑齐跟着小米SU7的发售而无影无踪。不错说，小米SU7是碳化硅坚实的拥趸，它全系全域碳化硅，不仅前后电驱齐是碳化硅，就连车载充电机（OBC）和热经管系统的压缩机齐用了碳化硅。

据分析，小米SU7单电机版块的SiC MOSFET用量64颗，其中主驱36颗，OBC14颗，高压DC-DC8颗，空压机电控6颗；双电机版块112颗，其中主驱48颗，辅驱36颗，OBC14颗，高压DC-DC8颗，空压机电控6颗。这还不包括充电桩和PTC等依次。

时于本日， 集成式电驱大行其谈，比如本年的车展上，展出的家具包括祥瑞11合1智能电驱、比亚迪八合一电能源总成、博世高功率密度多合一电驱系统、长安100kW-250kW中高压同步/异步多合一电驱系统、华为异步五合一电驱系统、博格华纳800V集成式电驱动模块等，这些多合一中碳化硅齐是不能或缺的一部分。

不错说，畴前汽车的“含SiC”量只会多，不会少。据不完满统计，2024年的北京车展中就有卓著70款搭载了SiC器件的新车。

ST：第四代碳化硅功率技艺问世

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意法半导体（ST）是平面型的坚实拥趸，其碳化硅器件在汽车上的装机量一直处于首先的地位，最近，ST将STPOWER碳化硅技艺升级到第四代，其在能效、功率密度和持重性三个方面成为新的市集标杆。主要对准的愚弄照旧800V市集。

从技艺参数来看，以25摄氏度下的导通电阻（RDS(on)）为基准，第四代碳化硅器件的裸片平均尺寸比较第三代减少了12～15%。此外，第四代碳化硅具有更快的开关速率和更低的开关损耗，极端适合高频愚弄，并可杀青更紧凑、高效的电源诊疗器。这一代技艺在动态反偏测试（DRB）中的推崇更为优异，卓著了AQG324尺度，确保在恶劣要求下依然可靠职责。

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ST的最新SiC MOSFET家具提供750V和1200V两种电压等第，鉴识晋升400V和800V电动汽车平台电驱逆变器的能效和性能。凭证ST的运筹帷幄，到2025年，这两种电压等第的家具将杀青量产，使碳化硅的高效上风从高端电动汽车彭胀到中型和紧凑型车型。到2027年，ST打算推出一系列碳化硅技艺立异，其中包括一项恣意性效劳。

目下，ST已完成第四代SiC技艺平台750V家具的产前认证，展望将在2025年Q1完成1200V家具的认证。随后，这些750V和1200V的家具将负责上市，解除从尺度市电电压到高压电动汽车电板及充电器等多种愚弄场景，温情遐想东谈主员的鄙俗需求。

ONsemi：终末一代平面架构的M3e

安森好意思（ONsemi）最新的碳化硅技艺已在最近迭代至第三代（M3S和M3E），况且准备从平面型转变到沟槽型碳化硅。M3E将是安森好意思终末一款平面结构的碳化硅MOSFET，接下来将全面转向沟槽技艺。安森好意思打算在2030年之前推出多款新的EliteSiC家具，并从第四代运行全面转向沟槽栅SiC MOSFET技艺。

M3E主要的技艺更正体目下元胞结构由四边形和六边形变为间距更小的条形结构，M3E的元胞长度比较M1平台缩小了65%，并通过晶圆减薄工艺裁减了导通电阻。

目下，M3E已通过稠密策略性客户的技艺评估，多个客户正加快剿袭这一技艺。本年7月，安森好意思与人人汽车集团签署了一份多年条约，其EliteSiC M3E MOSFET将用于人人下一代可彭胀系统平台（SSP）的牵引逆变器电源贬责决策。

除此除外，值得严防的是，安森好意思剿袭先进互连技艺的压铸模封装进一步提高了SiC模块的高功率密度，况且具有低杂散电感，而且更高的开关频率有助于减小系统中一些无源组件的尺寸和分量。这种封装类型具有多种职责温度选项，最高达 200°C，可裁减OEM的散热要求，并有望剿袭更小的泵进行热经管。

Infineon：更新第二代（G2）CoolSiC

英飞凌（Infineon）在沟槽型碳化硅上布局比较早，于2017年推出了首款沟槽型SiC MOSFET——CoolSiC MOSFET G1。该家具通过沟槽栅遐想贬责了SiC MOSFET中栅极氧化物的可靠性问题，并克服了传统SiC MOSFET在适度和驱动方面的驱散，鼓吹了其在汽车领域的愚弄。

本年3月，英飞凌将其更新到第二代（G2），英飞凌在保捏G1高可靠性的基础上，进一步晋升了性价比，并加入了新的鲁棒性功能，以最大化SiC功率系统的投资答复。

与G1比较，G2在各方面齐取得晋升，包括：更正的芯片性能和FOMs（上风标的）使得在典型负载下功耗裁减5%～20%；通过更正的XT封装互连，G2的耐热性提高了12%；同类最好的导通电阻和鄙俗的家具组合，最大栅源电压范围扩大至10V到23V，适用于统统SiC愚弄，确保遐想生动性；具备高达200℃的过载结温、出色的雪崩鲁棒性以及2微秒的短路耐受时候，简化了过电流系统遐想，极端是在1200V电网波动下；基于G1在可靠性的优秀推崇（百万分之一劣势率甚而低于硅功率器件），G2在此基础上进一步优化。

Rohm：第四代深掩饰双沟槽SiC

罗姆的碳化硅也还是过问沟槽时间，并于2020年完成开发第4代SiC MOSFET，是在改善短路耐受时候的情况下杀青业内超低导通电阻的家具，目下不仅可供应裸芯片，还可供应分立封装的家具。

对比起来，第一二代SiC MOSFET齐剿袭了平面栅极遐想，2015年率先推出量产双沟槽结构的第3代家具，2021年推出最新的第四代SiC MOSFET，进一步更正了双沟槽结构，展望2025年和2028年推出的第五代和第六代家具的导通电阻会再裁减30%；

在第4代SiC MOSFET中，通过进一步更正罗姆自有的双沟槽结构，生效地在改善短路耐受时候的前提下，使导通电阻比以往家具裁减约40%。当作SiC MOSFET，杀青了业界超低的导通电阻；通过大幅裁减栅走电容（Cgd），生效地使开关损耗比以往家具裁减约50％。

此外，除了到第3代SiC MOSFET为止所相沿的18V栅源驱动电压（Vgs）外，第4代SiC MOSFET还相沿更容易处理的15V栅源驱动电压，可与IGBT全部用来遐想驱动电路（栅极驱动电路）。

回来

跟着技艺不停升级，新一轮的碳化硅武备赛行将打响，一方面，是200mm SiC晶圆产能升级，另一方面，是技艺上的升级，为了晋升Rdson，有些厂商选用沟槽型SiC，有些厂商则进一步内卷。总之，电驱当作碳化硅升级需求最为进攻的领域，将会首先打响碳化硅的升级之战，此后这些技艺会逐渐渗透汽车的每个边缘。

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