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傾佳電子SiC模塊(碳化硅MOSFET功率模塊)產(chǎn)品介紹及市場(chǎng)應(yīng)用前景深度解析

楊茜 ? 來(lái)源:jf_33411244 ? 作者:jf_33411244 ? 2025-09-07 09:26 ? 次閱讀
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傾佳電子SiC模塊(碳化硅MOSFET功率模塊)產(chǎn)品介紹及市場(chǎng)應(yīng)用前景深度解析

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前言

隨著“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)推動(dòng)和新一輪能源革命浪潮席卷全球,功率半導(dǎo)體技術(shù)已經(jīng)成為新能源、工業(yè)自動(dòng)化、智能交通以及高端裝備制造等領(lǐng)域的核心技術(shù)支撐。在過(guò)去二十年,硅(Si)基絕緣柵雙極型晶體管IGBT)模塊是高壓、大功率變換系統(tǒng)的主流方案。然而,隨著對(duì)能效、功率密度、體積、可靠性和系統(tǒng)總成本要求的顯著提升,硅基功率器件逐漸逼近其物理極限。

第三代半導(dǎo)體材料——以碳化硅(SiC)為代表的寬禁帶半導(dǎo)體,在高壓、大功率及高頻領(lǐng)域具備里程碑式突破意義。SiC材料擁有3.26eV禁帶寬度(是硅的近3倍)、10倍高擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度以及3倍以上的熱導(dǎo)率,使其可以在極高溫度、高電壓下保持優(yōu)良的電氣穩(wěn)定性。全球主要廠商如Wolfspeed、英飛凌、ST、ROHM等率先布局SiC產(chǎn)業(yè),帶動(dòng)器件與產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展。近年來(lái),國(guó)內(nèi)頭部企業(yè)如BASiC Semiconductor(基本半導(dǎo)體)實(shí)現(xiàn)了SiC材料及功率器件的技術(shù)突破與量產(chǎn)落地,奠定了本土自主可控能力基礎(chǔ)。

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傾佳電子(Changer Tech)作為中國(guó)本土領(lǐng)先的功率半導(dǎo)體分銷(xiāo)商,聚焦于新能源、交通電動(dòng)化和工業(yè)數(shù)字化,專(zhuān)注于SiC MOSFET、IGBT、GaN等功率模塊的市場(chǎng)推廣和應(yīng)用生態(tài)建設(shè)。其代理的BASiC Semiconductor系列SiC MOSFET模塊,特別是在34mm、62mm等主流工業(yè)封裝下,代表著國(guó)產(chǎn)化SiC模塊體系的最新技術(shù)水平。本文將圍繞當(dāng)前SiC MOSFET模塊的核心技術(shù)優(yōu)勢(shì),剖析其在關(guān)鍵參數(shù)如導(dǎo)通損耗、開(kāi)關(guān)頻率、反向恢復(fù)、結(jié)溫和封裝等方面對(duì)傳統(tǒng)IGBT模塊的升級(jí)替代潛力,進(jìn)一步深入探討模塊在光伏、風(fēng)電、新能源汽車(chē)、充電樁、工業(yè)伺服和儲(chǔ)能系統(tǒng)等六大典型場(chǎng)景的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)與市場(chǎng)趨勢(shì)和經(jīng)濟(jì)性的結(jié)合分析,論證SiC模塊全面替代IGBT的路徑、市場(chǎng)空間及未來(lái)方向。

傾佳電子(Changer Tech)是一家專(zhuān)注于功率半導(dǎo)體和新能源汽車(chē)連接器的分銷(xiāo)商。主要服務(wù)于中國(guó)工業(yè)電源電力電子設(shè)備和新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈。傾佳電子聚焦于新能源、交通電動(dòng)化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型三大方向,并提供包括IGBT、SiC MOSFET、GaN等功率半導(dǎo)體器件以及新能源汽車(chē)連接器。?

傾佳電子楊茜致力于推動(dòng)國(guó)產(chǎn)SiC碳化硅模塊在電力電子應(yīng)用中全面取代進(jìn)口IGBT模塊,助力電力電子行業(yè)自主可控和產(chǎn)業(yè)升級(jí)!

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET功率器件三個(gè)必然,勇立功率半導(dǎo)體器件變革潮頭:

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET模塊全面取代IGBT模塊和IPM模塊的必然趨勢(shì)!

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET單管全面取代IGBT單管和大于650V的高壓硅MOSFET的必然趨勢(shì)!

傾佳電子楊茜咬住650V SiC碳化硅MOSFET單管全面取代SJ超結(jié)MOSFET和高壓GaN 器件的必然趨勢(shì)!

技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

1. SiC與IGBT模塊關(guān)鍵參數(shù)對(duì)比

關(guān)鍵參數(shù) SiC MOSFET模塊 IGBT模塊
材料性質(zhì) 寬禁帶(3.26 eV),高擊穿場(chǎng)、高導(dǎo)熱率 硅基(1.12 eV)
導(dǎo)通損耗(RDS(on)/Vce(sat)) 超低(<5mΩ,隨電流增強(qiáng)線性增加) 典型>1.6V膝點(diǎn),電流大時(shí)降至約1-2mΩ
開(kāi)關(guān)速度與頻率 極快(數(shù)十/n百kHz)、無(wú)尾電流 有少數(shù)載流子拖尾,受限(10-20 kHz)
反向恢復(fù)特性 極低Qrr,軟恢復(fù)(體二極管或集成SBD) 高Qrr,硬恢復(fù)(伴隨尖峰和EMI)
工作結(jié)溫(Tj,max) 175-200°C以上 典型為150°C
封裝形式 先進(jìn)低電感(Si3N4陶瓷基/銀燒結(jié)/銅基) 傳統(tǒng)Al2O3陶瓷基(熱性能一般)
體積/重量 小型化(高功率密度,便于集成) 體積大、系統(tǒng)集成有限
驅(qū)動(dòng)特性 需負(fù)壓關(guān)斷、米勒鉗位,EMI需抑制 驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單,誤觸發(fā)概率低
可靠性 高,耐熱震/功率循環(huán)好,壽命長(zhǎng) 中,熱沖擊壽命有限,需提升
系統(tǒng)影響 開(kāi)關(guān)頻率提升,磁性/濾波元件減小 系統(tǒng)器件多,設(shè)計(jì)復(fù)雜

上表直觀展示了SiC MOSFET模塊與傳統(tǒng)IGBT模塊在關(guān)鍵懸殊參數(shù)上的差異。SiC MOSFET以低導(dǎo)通損耗和極快開(kāi)關(guān)能力聞名。比起IGBT高達(dá)1.2-2.5V的集電極飽和壓降和顯著拖尾電流,SiC MOSFET表現(xiàn)為電阻型輸出特性,有效壓降極小、能耗更低。開(kāi)關(guān)頻率從IGBT的10-20kHz(再高則拖尾損耗顯著上升)提升到了SiC的幾十至數(shù)百kHz,這不僅使系統(tǒng)能效大幅晉升,更可極大減小濾波電感、電容等無(wú)源元器件體積,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)小型化與成本下降。

SiC MOSFET集成了軟恢復(fù)的體二極管或集成SiC SBD(二極管),反向恢復(fù)電流極低,無(wú)論在頻率、溫度或負(fù)載變化下,都基本穩(wěn)定且不會(huì)像IGBT那樣形成高幅度、快恢復(fù)的電流尖峰,顯著降低了電磁干擾(EMI),提升系統(tǒng)可靠性。針對(duì)嚴(yán)苛環(huán)境需求,SiC MOSFET模塊的最大結(jié)溫可達(dá)200°C,導(dǎo)熱基板、先進(jìn)燒結(jié)工藝和低寄生電感設(shè)計(jì),從根本提升系統(tǒng)的安全裕度和熱管理冗余。采用高性能陶瓷(如Si3N4)和銅基板,熱循環(huán)耐久、功率密度和可靠性均優(yōu)于傳統(tǒng)氧化鋁陶瓷基IGBT模塊。

更進(jìn)一步,國(guó)產(chǎn)BASiC Semiconductor SiC模塊在產(chǎn)品線創(chuàng)新方面,集成了多顆高性能芯片(如34mm主流規(guī)格BMF80R12RA3/BMF160R12RA3等1200V電壓、80A-160A電流半橋模塊),通過(guò)芯片并聯(lián)和線性擴(kuò)展,實(shí)現(xiàn)額定電流范圍的大跨度覆蓋,便于用戶(hù)靈活選型,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品序列化、生產(chǎn)高效化及適應(yīng)應(yīng)用場(chǎng)景多樣化。

2. 技術(shù)優(yōu)勢(shì)的核心解析

2.1 導(dǎo)通損耗

SiC MOSFET的導(dǎo)通特性表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)歐姆型線性關(guān)系,輸出特性(RDS(on))從數(shù)十mΩ可做到僅幾mΩ,隨著電流提升,阻值按比例減?。ㄐ酒⒙?lián)擴(kuò)展)。相比之下,IGBT設(shè)計(jì)天生存在膝點(diǎn)壓降,其Vce(sat)在低電流下?lián)p耗較大,高負(fù)載下雖可借助電導(dǎo)率調(diào)制降低損耗,但整體能效仍遜色于SiC。在電動(dòng)車(chē)、儲(chǔ)能、光伏等應(yīng)用工況下,SiC方案全區(qū)間都有更低的有效導(dǎo)通損耗,尤其在部分負(fù)載或輕載工況下優(yōu)勢(shì)顯著。

2.2 開(kāi)關(guān)頻率與能效

由于IGBT本質(zhì)屬于雙極型器件,其關(guān)斷過(guò)程中少數(shù)載流子拖尾極為嚴(yán)重,限制了開(kāi)關(guān)頻率(通常10-20kHz再上則損耗激增)。SiC MOSFET則因?qū)儆趩螛O型器件,原理上無(wú)尾電流,關(guān)斷速度快得多。典型BASiC系列SiC模塊,應(yīng)用于儲(chǔ)能、光伏、工業(yè)變頻時(shí),可將開(kāi)關(guān)頻率一次性從20kHz提升至80kHz甚至更高,系統(tǒng)效率提升1.58%,對(duì)應(yīng)系統(tǒng)損耗可減少30-70%,磁性元件縮小1/2甚至2/3,對(duì)系統(tǒng)小型化助益巨大,也徹底解放了整機(jī)效率的極限空間。

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2.3 反向恢復(fù)與EMI

反向恢復(fù)損耗是IGBT配套快恢復(fù)二極管(FRD)或SJ MOSFET普遍存在的短板:由于少子積累和恢復(fù),反向切換時(shí)會(huì)產(chǎn)生大幅度、快速的瞬態(tài)恢復(fù)電流,導(dǎo)致開(kāi)關(guān)損耗升高、電磁干擾增加、器件易發(fā)熱、壽命受損。SiC MOSFET采用自帶或集成SiC肖特基二極管(SBD)或軟體二極管結(jié)構(gòu),幾乎完全消除了以上弊端——其反向恢復(fù)電流小、高溫性能穩(wěn)定、無(wú)論系統(tǒng)負(fù)載變化都能確保較低的Err損耗和系統(tǒng)EMI噪聲,優(yōu)化器件及整機(jī)可靠性和并網(wǎng)一致性。

2.4 熱管理與高結(jié)溫能力

SiC MOSFET模塊允許器件工作結(jié)溫普遍達(dá)到175°C,甚至高達(dá)200°C,遠(yuǎn)高于IGBT模塊的150°C。其熱導(dǎo)率高,燒結(jié)工藝(銀燒結(jié)等)與先進(jìn)陶瓷基板(如氮化硅Si3N4、AlN等)配合,熱阻低、熱循環(huán)壽命和功率循環(huán)壽命大幅提升。BASiC Semiconductor產(chǎn)品集成NTC傳感(便于溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控),支持工業(yè)、車(chē)規(guī)級(jí)、儲(chǔ)能等高溫復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,為現(xiàn)代高功率和緊湊型系統(tǒng)提供了更大冗余,顯著增強(qiáng)了模塊生命周期和投資回報(bào)率。

2.5 先進(jìn)封裝技術(shù)

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憑借片上集成、銅基/陶瓷基板、多芯片并聯(lián)、雜散電感極低的封裝工藝(寄生參數(shù)壓制至10-20nH以下,部分廠商甚至<10nH),SiC模塊在高頻工作時(shí)有效防止電壓過(guò)沖及誤觸發(fā)。部分新產(chǎn)品還搭載集成“米勒鉗位”、負(fù)壓關(guān)斷等驅(qū)動(dòng)保護(hù)功能。以BASiC的Pcore?系列為代表,封裝創(chuàng)新不斷提升模塊電流承載能力、抗震抗彎和結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展性,有效解決高性能SiC芯片在工業(yè)級(jí)及車(chē)規(guī)級(jí)應(yīng)用中的可靠性瓶頸,為系統(tǒng)優(yōu)化提供了堅(jiān)實(shí)平臺(tái)。

典型應(yīng)用場(chǎng)景

以下列舉六大核心應(yīng)用領(lǐng)域,分析SiC模塊替代IGBT帶來(lái)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),并給出BASiC代表性推薦型號(hào):

應(yīng)用領(lǐng)域 SiC替代關(guān)鍵優(yōu)勢(shì) 推薦BASiC型號(hào)
光伏逆變器 開(kāi)關(guān)損耗<30%,系統(tǒng)效率99%,提升功率密度;允許三電平/兩電平拓?fù)浜?jiǎn)化、縮小體積 BMF80R12RA3、BMF160R12RA3(34mm);BMF540R12KA3(62mm)
風(fēng)電變流器 高頻高壓冗余,三電平/兩電平效率提高1-3%,濾波器縮小,極端環(huán)境下可靠性強(qiáng) BMF120R12RB3、BMF360R12KA3
新能源汽車(chē)牽引 續(xù)航提升10-20%,逆變器小型集成、高效率,支持800V平臺(tái),系統(tǒng)輕量化 Pcore?2 DCM系列、750V/1200V車(chē)規(guī)模塊
充電樁 支持800V快充、效率提升3%,96-99%;高頻驅(qū)動(dòng)、濾波/無(wú)源元件尺寸減少 BMF80R12RA3、BMF160R12RA3
工業(yè)伺服 電流環(huán)帶寬提升2-3倍(>3kHz),響應(yīng)快,體積減小,節(jié)能降本 BMF60R12RB3、BMF80R12RA3
儲(chǔ)能變流器PCS 效率99%,變流器體積減半,壽命翻倍,高溫耐受優(yōu)化運(yùn)維 BMF540R12KA3、Pcore?2系列

以上表格明確了SiC MOSFET模塊在六大典型應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)完全替代IGBT的核心技術(shù)價(jià)值。下文給予更深入解讀。

1. 光伏逆變器

光伏并網(wǎng)逆變器作為綠色能源輸出的“心臟”,對(duì)于能效與功率密度要求極高。全SiC解決方案可將開(kāi)關(guān)頻率由IGBT的16-20kHz提升至60-80kHz甚至更高,在保證98.5%-99%以上轉(zhuǎn)換效率的同時(shí),大幅縮小電感、電容等無(wú)源元器件體積,使系統(tǒng)更緊湊、重量更輕,壽命更長(zhǎng)。例如,20-60kW戶(hù)用及商用逆變器平臺(tái)選用BASiC BMF160R12RA3/BMF540R12KA3,滿(mǎn)足高頻高壓場(chǎng)合需要,支持兩電平拓?fù)洌?jiǎn)化系統(tǒng)架構(gòu),便于系統(tǒng)維護(hù)和批量部署。

2. 風(fēng)電系統(tǒng)

風(fēng)電變流器當(dāng)前正邁向更智能、高效的多電平變換架構(gòu)。采用SiC模塊的系統(tǒng)可以將典型效率提高1-3%,開(kāi)關(guān)頻率由3kHz提升至10kHz以上,使得磁性元器件縮小、系統(tǒng)更緊湊。對(duì)比同封裝IGBT方案,全SiC變流器可降低系統(tǒng)功率損耗約70%,大幅節(jié)約濾波等磁性部件成本,尤其適合海上、高寒等惡劣環(huán)境下的高可靠風(fēng)能系統(tǒng)。

3. 新能源汽車(chē)牽引逆變器

800V新一代電動(dòng)車(chē)正在推動(dòng)SiC滲透加速。車(chē)載逆變器采用SiC模塊通??梢粤罾m(xù)航里程提升10-20%、體積縮小25%以上。在相同條件下,BASiC車(chē)規(guī)級(jí)SiC模塊HPD,TPAK,DCM通過(guò)Pcore?平臺(tái),具備高一致性和高可靠性,廣泛應(yīng)用于乘用車(chē)、商用車(chē)和重卡主驅(qū)逆變器(如750V/1200V、200~950A產(chǎn)品),顯著提升整車(chē)性能和能量利用率,助推電動(dòng)車(chē)電驅(qū)系統(tǒng)輕量化、智能化進(jìn)程。

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4. 新能源汽車(chē)充電樁與雙向V2G

SiC模塊可滿(mǎn)足高壓快充、車(chē)網(wǎng)互動(dòng)(V2G)等新需求。以典型30-50kW快充模塊方案為例,SiC的高頻、高壓承受能力可實(shí)現(xiàn)150-250kHz以上高效運(yùn)行,提升轉(zhuǎn)換效率(常見(jiàn)從96%提升到98-99%),縮短充電時(shí)間。V2G雙向充電樁應(yīng)用中,SiC優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在雙向能量流的高效率和高可靠性,滿(mǎn)足兆瓦級(jí)大功率充放電需求,是未來(lái)智能電網(wǎng)和分布式能源互動(dòng)的基礎(chǔ)支撐。

5. 工業(yè)伺服與運(yùn)動(dòng)控制

在工業(yè)伺服、高端機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等場(chǎng)景,伺服控制器對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)和體積小型化要求極高。SiC模塊替代傳統(tǒng)IGBT后,由于開(kāi)關(guān)頻率提升、帶寬增加可將實(shí)際伺服響應(yīng)速度和精度提升3-5倍,降低死區(qū)損耗,簡(jiǎn)化熱管理系統(tǒng)。以倍福AX8000等最新工業(yè)級(jí)產(chǎn)品為例,采用SiC后功率密度提升55%,系統(tǒng)輸出電流能力大幅增強(qiáng),滿(mǎn)足高動(dòng)態(tài)納米級(jí)控制需求,支持極高集成和系統(tǒng)能效要求。

6. 儲(chǔ)能系統(tǒng)功率變流器PCS

儲(chǔ)能變流器PCS是未來(lái)電力調(diào)峰與新能源消納核心裝備。全SiC方案在PCS中的應(yīng)用,常規(guī)兩電平拓?fù)浼纯蛇_(dá)99%能效,大幅減少損耗、縮減體積、延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命30-60%。以10MW/40MWh級(jí)儲(chǔ)能站為例,BASiC的BMF540R12KA3可滿(mǎn)足高壓大電流需求,系統(tǒng)級(jí)節(jié)能可節(jié)約數(shù)十萬(wàn)度電/年,極大提升了系統(tǒng)投資回報(bào)率。尤其是國(guó)內(nèi)PCS行業(yè)加速向高壓平臺(tái)演進(jìn),SiC的系統(tǒng)適配能力與經(jīng)濟(jì)性已顯現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。

經(jīng)濟(jì)性與系統(tǒng)價(jià)值

1. 全生命周期成本與系統(tǒng)級(jí)經(jīng)濟(jì)性

長(zhǎng)期以來(lái),價(jià)格高企一直被認(rèn)為是阻撓SiC大規(guī)模替代IGBT的主要瓶頸。然而,隨著SiC元件制造工藝迭代,材料和良率提升,以及中國(guó)本土產(chǎn)業(yè)鏈的成熟與擴(kuò)張,SiC模塊尤其是BASiC等國(guó)產(chǎn)品牌的產(chǎn)品,初始價(jià)格已接近甚至低于同功率進(jìn)口IGBT模塊。例如6英寸SiC晶圓價(jià)格從2021年的700美元降至2025年的300美元以下,外延層良率大幅提升,模塊生產(chǎn)成本持續(xù)下降。

玻璃點(diǎn)在于,SiC模塊帶來(lái)的效率提升、散熱系統(tǒng)簡(jiǎn)化、無(wú)源磁性元件和濾波器體積減少(如功率密度提升30-50%,磁性材料和散熱件總成本下降20-40%)、以及壽命延長(zhǎng)效應(yīng),均可在整機(jī)生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)“用電量—運(yùn)維—備件—停機(jī)損耗”四方面的全面節(jié)省。這一全生命周期的隱形收益遠(yuǎn)超初期成本的投入——以新能源車(chē)和儲(chǔ)能等高頻高效場(chǎng)合為例,采用SiC的系統(tǒng)僅電費(fèi)節(jié)省即可覆蓋初始投資溢價(jià),運(yùn)維和更換間隔則進(jìn)一步降低了全生命周期擁有成本。

2. 應(yīng)用場(chǎng)景經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算示意

光伏逆變器:SiC替代后效率提升3-5%,對(duì)20-50kW逆變器平均每年可節(jié)能1~2萬(wàn)度電,五年即可收回系統(tǒng)增量投資。

風(fēng)電變流器:整機(jī)體積縮小至1/2,效率提升1-3%,濾波器成本下降20-30%,長(zhǎng)期大幅度減少維護(hù)和土地占用費(fèi)用。

儲(chǔ)能變流器PCS:系統(tǒng)損耗優(yōu)化,10MW/40MWh系統(tǒng)年節(jié)省20萬(wàn)度電,壽命延長(zhǎng)2倍,年化故障維護(hù)降本近30%。

新能源汽車(chē)主逆變:SiC逆變器可延長(zhǎng)續(xù)航、提高峰值性能,縮短整車(chē)充電時(shí)間20%,制造和整車(chē)輕量化相結(jié)合直接提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3. 產(chǎn)業(yè)鏈與本土化優(yōu)勢(shì)

BASiC基本半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)了從SiC材料、襯底外延、芯片制造到功率模塊封測(cè)的貫通布局,國(guó)產(chǎn)SiC模塊市占率從2020年10%躍升到35%,國(guó)內(nèi)已形成多家規(guī)模企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)(如比亞迪半導(dǎo)體、基本半導(dǎo)體、士蘭微、中車(chē)時(shí)代等)。國(guó)產(chǎn)化供應(yīng)鏈的崛起和本地交付優(yōu)勢(shì),帶來(lái)了產(chǎn)能充足、定制靈活、交付快速與本土服務(wù)響應(yīng),進(jìn)一步壓縮了系統(tǒng)和供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)成本,明顯提升方案競(jìng)爭(zhēng)力。

市場(chǎng)趨勢(shì)與預(yù)測(cè)

1. 市場(chǎng)規(guī)模與增長(zhǎng)空間

全球SiC功率器件市場(chǎng)2024年已突破75億美元,預(yù)測(cè)到2030年將攀升至164億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)超過(guò)30%。中國(guó)作為全球最大新能源車(chē)、儲(chǔ)能、光伏、智能電網(wǎng)市場(chǎng),2024年本土SiC功率模塊市場(chǎng)規(guī)模達(dá)35億元,預(yù)計(jì)2030年將突破60億元。尤其是在高壓(900V及以上)領(lǐng)域,SiC憑借材料優(yōu)勢(shì)逐步確立主導(dǎo)地位,并加快向工業(yè)、數(shù)據(jù)中心、軌道交通、快充等市場(chǎng)滲透。

新能源汽車(chē)主驅(qū)逆變器中SiC滲透率2020年僅為5%,2024年已達(dá)25%,預(yù)計(jì)2030年將突破60%。同理,儲(chǔ)能變流器、光伏逆變器等領(lǐng)域的滲透率也在以每年10-25個(gè)百分點(diǎn)的速度攀升。市場(chǎng)需求的高增長(zhǎng)直接帶動(dòng)了產(chǎn)業(yè)投資與產(chǎn)能擴(kuò)張,中國(guó)本土企業(yè)如BASiC、士蘭微、斯達(dá)、比亞迪、宏微科技等正高速擴(kuò)大8英寸襯底和SiC芯片產(chǎn)能。

2. 競(jìng)爭(zhēng)格局與主流企業(yè)

國(guó)際主流SiC功率模塊廠商形成多元競(jìng)爭(zhēng)格局——Wolfspeed、英飛凌、意法半導(dǎo)體、ROHM等占據(jù)高端高壓市場(chǎng)領(lǐng)先地位。目前國(guó)產(chǎn)品牌如BASiC Semiconductor(基本半導(dǎo)體)、比亞迪半導(dǎo)體、士蘭微、中車(chē)時(shí)代等持續(xù)崛起,在車(chē)規(guī)級(jí)與工業(yè)級(jí)市場(chǎng)均實(shí)現(xiàn)了從材料、工藝到產(chǎn)品的自主可控與批量供應(yīng),形成“國(guó)產(chǎn)-外資”多線并進(jìn)的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局。隨著國(guó)家政策加速推進(jìn)第三代半導(dǎo)體材料自主可控,預(yù)計(jì)未來(lái)國(guó)產(chǎn)品牌市占率還將在高端應(yīng)用中持續(xù)提升。

3. 政策驅(qū)動(dòng)與產(chǎn)業(yè)環(huán)境

國(guó)家和地方政策大力扶持SiC等第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),出臺(tái)了包括“十三五/十四五”專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃、《制造業(yè)可靠性提升實(shí)施意見(jiàn)》、《能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》等鼓勵(lì)政策,多省市制定了碳化硅產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展路線圖,明確將SiC產(chǎn)業(yè)列為重大產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,重點(diǎn)助力本土材料和芯片企業(yè)技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)能擴(kuò)張,確保產(chǎn)業(yè)鏈自主、安全、有序發(fā)展。這為SiC功率模塊的市場(chǎng)成長(zhǎng)、市場(chǎng)滲透與國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程提供了堅(jiān)實(shí)外部環(huán)境。

4. 技術(shù)演化與未來(lái)發(fā)展

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技術(shù)演化主要體現(xiàn)在三個(gè)方向:一是8英寸襯底及高良率外延工藝帶來(lái)成本極限下探,助力SiC模塊大規(guī)模滲透中低壓領(lǐng)域;二是溝槽型、超結(jié)型SiC MOSFET工藝與集成式模塊(嵌入式驅(qū)動(dòng)/感測(cè)/保護(hù))、低電感/高散熱封裝及智能化集成(IPM)推動(dòng)產(chǎn)品性能和可靠性天花板不斷提升;三是與GaN等寬禁帶材料協(xié)同分化,SiC主攻高壓大功率,GaN主攻高頻小功率,兩者共同引領(lǐng)功率半導(dǎo)體升級(jí)。

結(jié)語(yǔ)

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綜上所述,傾佳電子代理的BASiC Semiconductor系列SiC MOSFET模塊,憑借材料物理、工藝創(chuàng)新及封裝技術(shù),已在技術(shù)參數(shù)、工程應(yīng)用、全生命周期系統(tǒng)級(jí)價(jià)值上,對(duì)傳統(tǒng)IGBT模塊實(shí)現(xiàn)了全方位的碾壓和替代。其導(dǎo)通損耗極低、開(kāi)關(guān)頻率極高、反向恢復(fù)優(yōu)異、耐高溫、封裝先進(jìn)、可靠性強(qiáng),滿(mǎn)足未來(lái)新能源、電力電子、高端裝備的技術(shù)迭代需求——全面推動(dòng)光伏、儲(chǔ)能、風(fēng)電、新能源汽車(chē)、充電樁、工業(yè)伺服等場(chǎng)景升級(jí)換代,助力實(shí)現(xiàn)更高能效、更低系統(tǒng)成本和更強(qiáng)可靠性保障。

深圳市傾佳電子有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“傾佳電子”)是聚焦新能源與電力電子變革的核心推動(dòng)者:
傾佳電子成立于2018年,總部位于深圳福田區(qū),定位于功率半導(dǎo)體與新能源汽車(chē)連接器的專(zhuān)業(yè)分銷(xiāo)商,業(yè)務(wù)聚焦三大方向:
新能源:覆蓋光伏、儲(chǔ)能、充電基礎(chǔ)設(shè)施;
交通電動(dòng)化:服務(wù)新能源汽車(chē)三電系統(tǒng)(電控、電池、電機(jī))及高壓平臺(tái)升級(jí);
數(shù)字化轉(zhuǎn)型:支持AI算力電源、數(shù)據(jù)中心等新型電力電子應(yīng)用。
公司以“推動(dòng)國(guó)產(chǎn)SiC替代進(jìn)口、加速能源低碳轉(zhuǎn)型”為使命,響應(yīng)國(guó)家“雙碳”政策(碳達(dá)峰、碳中和),致力于降低電力電子系統(tǒng)能耗。
需求SiC碳化硅MOSFET單管及功率模塊,配套驅(qū)動(dòng)板及驅(qū)動(dòng)IC,請(qǐng)搜索傾佳電子楊茜

市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)、政策加持與本土技術(shù)崛起三重共振,催化SiC模塊在替代IGBT的進(jìn)程中迎來(lái)黃金發(fā)展期。成本與技術(shù)的雙輪突破消除了全面替代的最后壁壘——未來(lái)SiC模塊將在新能源、工業(yè)、交通等領(lǐng)域加速普及,成為高端功率電子系統(tǒng)的標(biāo)配選擇,引領(lǐng)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈走向全球制高點(diǎn)。對(duì)于設(shè)備制造商和系統(tǒng)集成商而言,擁抱SiC模塊、選擇本土品牌、布局高端應(yīng)用,正當(dāng)其時(shí),勢(shì)不可擋。

審核編輯 黃宇

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