2035年中國能源目標(biāo)下的全球風(fēng)光儲市場趨勢、電力電子發(fā)展及碳化硅MOSFET技術(shù)支撐深度分析

傾佳電子（Changer Tech）是一家專注于功率半導(dǎo)體和新能源汽車連接器的分銷商。主要服務(wù)于中國工業(yè)電源、電力電子設(shè)備和新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈。傾佳電子聚焦于新能源、交通電動化和數(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連接器。?

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

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET功率器件三個必然，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！

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！

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！

I. 執(zhí)行摘要：戰(zhàn)略目標(biāo)與碳化硅技術(shù)的融合

中國為應(yīng)對氣候變化和推動經(jīng)濟社會綠色低碳轉(zhuǎn)型，設(shè)定了雄心勃勃的2035年國家自主貢獻目標(biāo)。核心戰(zhàn)略包括：到2035年，全國經(jīng)濟范圍的溫室氣體凈排放量比峰值下降7%～10%，力爭實現(xiàn)更優(yōu)表現(xiàn)；非化石能源消費占能源消費總量的比重達到$30%$以上；風(fēng)電和太陽能發(fā)電總裝機容量達到2020年的6倍以上，并力爭達到3.6萬億瓦 (TW) 的巨大規(guī)模 。

實現(xiàn)這一史無前例的清潔能源部署目標(biāo)，對電力電子技術(shù)提出了極高的要求，傳統(tǒng)硅基（Si）絕緣柵雙極晶體管（IGBT）技術(shù)已無法滿足。碳化硅（SiC）金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）技術(shù)因其固有優(yōu)勢，成為新型電力系統(tǒng)建設(shè)和風(fēng)光儲市場爆發(fā)式增長的核心技術(shù)支撐。

系統(tǒng)級分析表明，SiC技術(shù)的應(yīng)用能夠帶來直接、可量化的經(jīng)濟和性能優(yōu)勢。例如，在125kW工商業(yè)儲能變流器（PCS）解決方案中，采用SiC MOSFET相較于IGBT方案，平均效率提升超過1%，模塊功率密度整體提升超過25% 。這種密度和效率的提升，是支撐3.6 TW級基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)所必需的，因為它直接降低了系統(tǒng)初始成本（約 5%），并縮短了投資回報周期（2至4個月） 。

SiC器件的價值不僅體現(xiàn)在基本的開關(guān)速度上，更體現(xiàn)在其先進的系統(tǒng)級特性，包括利用氮化硅（Si3?N4?）基板實現(xiàn)的高可靠性封裝、優(yōu)異的熱性能，以及獨特的動態(tài)特性，例如在高溫下開關(guān)損耗反而下降的負導(dǎo)通能量（Eon?）溫度系數(shù) 。這些特性保障了設(shè)備在嚴苛環(huán)境和高頻重載下的穩(wěn)定運行和出流能力，是實現(xiàn)國家能源戰(zhàn)略目標(biāo)不可或缺的關(guān)鍵。

II. 中國2035年國家能源與氣候路線圖

A. 政策指令：解讀溫室氣體減排與非化石能源占比目標(biāo)

中國提出的2035年新一輪國家自主貢獻目標(biāo)，標(biāo)志著國家氣候戰(zhàn)略邁向更系統(tǒng)、更全面的低碳韌性發(fā)展新征程 。這些目標(biāo)為未來十年的能源和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型設(shè)定了明確的框架：

溫室氣體（GHG）凈排放量：比峰值下降7%～10%，并爭取取得更好成果 。

非化石能源消費占比：占能源消費總量的比重達到30%以上 。

可再生能源裝機容量：風(fēng)電和太陽能發(fā)電總裝機容量達到2020年的6倍以上，目標(biāo)是達到3.6 TW 。

這些定量目標(biāo)不僅是環(huán)境承諾，更是一份推動經(jīng)濟社會進行系統(tǒng)性綠色低碳變革的行動綱領(lǐng) 。要實現(xiàn)非化石能源占比超 30%，核心路徑在于大規(guī)模、高比例地開發(fā)和消納風(fēng)能與太陽能。

B. 可再生能源規(guī)?；?.6萬億瓦目標(biāo)的挑戰(zhàn)與機遇

風(fēng)光裝機容量力爭達到3.6 TW的要求，意味著未來每年需要持續(xù)、大量的裝機，對電力供應(yīng)鏈的各個環(huán)節(jié)都構(gòu)成了巨大挑戰(zhàn)，特別是對電力電子設(shè)備提出了苛刻的性能和成本要求。

這種超大規(guī)模的部署對技術(shù)選擇具有決定性的影響。由于必須最大限度地減少占地和物流成本，新型PCS和光伏逆變器（PVI）設(shè)備必須實現(xiàn)極高的功率密度。要達到25%以上的功率密度提升 ，系統(tǒng)設(shè)計必須提高開關(guān)頻率（f_{sw}）。只有碳化硅等寬禁帶（WBG）半導(dǎo)體器件才能支持32kHz到40 kHz甚至更高的開關(guān)頻率，這是硅基IGBT模塊無法達成的。因此，3.6 TW的宏觀政策目標(biāo)直接決定了微觀層面的器件必須采用SiC技術(shù)。

C. 新型電力系統(tǒng)與“源網(wǎng)荷儲”一體化

大規(guī)模可再生能源的快速滲透，要求電力系統(tǒng)從傳統(tǒng)的“源隨荷動”模式，轉(zhuǎn)向強調(diào)靈活性、安全性和效率的“源網(wǎng)荷儲一體化”和“多能互補”發(fā)展 。 能源存儲系統(tǒng)（ESS）是實現(xiàn)這一系統(tǒng)性變革的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。國際能源機構(gòu)（IEA）和世界銀行的報告均指出，儲能是有效整合可變可再生能源（VRE）和解鎖電網(wǎng)韌性的關(guān)鍵工具 。在中國，風(fēng)光項目與儲能一體化發(fā)展已成為必然趨勢 。

隨著VRE占比的提高和強制配置儲能的要求，電力電子轉(zhuǎn)換設(shè)備（PCS/PVI）面臨更高的電網(wǎng)應(yīng)力和更復(fù)雜的運行環(huán)境（如電網(wǎng)故障、浪涌電流）。因此，器件不僅要高效率，還必須在非理想、高壓力的條件下具有卓越的魯棒性。例如，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障或斷開時，PCS系統(tǒng)在斷路器完全切斷前，可能通過器件的反向二極管進行非控整流，產(chǎn)生浪涌電流，這要求器件的體二極管性能必須可靠且耐受能力強，這也是先進SiC二極管設(shè)計（如集成SiC SBD）必須解決的核心問題。

III. 2035年全球風(fēng)、光、儲市場動態(tài)

A. 全球光伏制造產(chǎn)能過剩與對PCS的成本壓力傳導(dǎo)

全球光伏市場的增長速度令人矚目。到2024年，全球太陽能光伏裝機容量已突破2 TW 。同時，全球光伏制造產(chǎn)能預(yù)計在2024年將達到近1000 GW，遠超國際能源署（IEA）預(yù)測的2030年650 GW年度需求，這預(yù)示著嚴重的產(chǎn)能過剩 。

光伏組件價格的歷史性低位，使得系統(tǒng)集成商必須對系統(tǒng)平衡（BOS）的其他組件施加巨大的成本壓力。PCS作為BOS的核心組成部分，被要求必須更便宜、更小、更高效。這種成本壓力反而加速了SiC技術(shù)的采用，因為只有SiC才能提供所需的25%+功率密度提升 ，從而減少散熱器、機柜等昂貴輔助部件的尺寸和材料用量，最終實現(xiàn)系統(tǒng)級成本的降低和投資回報期的縮短（2-4個月） 。

B. 新興市場需求與儲能系統(tǒng)的關(guān)鍵性增長

全球可再生能源新增裝機量預(yù)計將在2024年至2030年間激增超過5500 GW 。中國將貢獻全球可再生能源新增裝機量的近 60% 。這一事實意味著中國的國內(nèi)技術(shù)需求和標(biāo)準（受2035年目標(biāo)驅(qū)動）將成為全球PVI和PCS設(shè)備的技術(shù)趨勢和性能標(biāo)準的風(fēng)向標(biāo)。

此外，到2035年，發(fā)展中經(jīng)濟體預(yù)計將占全球能源生產(chǎn)和消費總增長的80% 。這些地區(qū)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施普遍較弱，對電網(wǎng)韌性的需求巨大，能源存儲系統(tǒng)（ESS）的安裝在全球范圍內(nèi)正在急劇增加，被視為實現(xiàn)電網(wǎng)現(xiàn)代化和VRE集成的基本工具 。

C. 市場融合：PVI/PCS解決方案的演進

隨著光伏和儲能的緊密結(jié)合，市場正從單一用途的光伏逆變器轉(zhuǎn)向結(jié)合了PVI和儲能功能的雙向PCS或?qū)Ｓ酶吖β蔈SS轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。這些系統(tǒng)要求器件能夠在高直流母線電壓（例如，仿真中使用的900 VDC ）下進行雙向潮流控制，并要求在所有象限中都具有出色的性能。

SiC MOSFET憑借其超低的導(dǎo)通電阻（RDS(on)?）、快速的開關(guān)特性以及體二極管幾乎零反向恢復(fù)電荷（Qrr?）的優(yōu)勢 ，成為滿足這種高壓、高頻、雙向應(yīng)用要求的理想選擇。

IV. 用于電網(wǎng)集成和儲能的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)發(fā)展趨勢

A. 系統(tǒng)級驅(qū)動因素：效率、功率密度與高頻化

新型電力系統(tǒng)要求PCS在整個生命周期內(nèi)將能量損耗降至最低。SiC技術(shù)使得系統(tǒng)效率可以達到極高水平（例如，在125kW整流工況下仿真效率可達99.04%） 。

SiC器件實現(xiàn)的高開關(guān)頻率（例如，在125kW PCS仿真中采用32 kHz到40 kHz ），是實現(xiàn)功率密度提升的關(guān)鍵。開關(guān)頻率的提高使磁性元件（電感、變壓器）和電容器的體積可以大幅度減小，直接實現(xiàn)系統(tǒng)體積的縮小，從而達成$25%$以上的功率密度增益目標(biāo) 。

B. 拓撲結(jié)構(gòu)演變：從IGBT三電平到SiC半橋兩電平

傳統(tǒng)中大功率（如125kW）工商業(yè)PCS方案常采用T型三電平（3L NPC2）拓撲，使用IGBT或混合器件方案 。雖然三電平有助于電壓應(yīng)力分配，但系統(tǒng)復(fù)雜度較高。

隨著SiC MOSFET技術(shù)的成熟，市場正在轉(zhuǎn)向更簡潔高效的拓撲。SiC器件卓越的耐壓能力（1200VDSS? ）和高速開關(guān)特性，使得在900 VDC等高直流母線電壓下，采用半橋兩電平（2L）拓撲也能實現(xiàn)甚至超越傳統(tǒng)IGBT方案的效率和密度。

C. 125kW工商業(yè)PCS應(yīng)用案例分析：性能量化優(yōu)勢

碳化硅版本工商業(yè)模塊化PCS，為SiC替代IGBT提供了明確的量化證據(jù) 。

Table 4: System-Level Benefits: SiC PCS vs. IGBT PCS (125kW Class)

這些數(shù)據(jù)表明，SiC技術(shù)的采用體積的優(yōu)化和密度的提升直接降低了系統(tǒng)平衡（BOS）成本，加速了投資回報，為大規(guī)?？稍偕茉错椖刻峁┝私?jīng)濟驅(qū)動力。

D. 散熱與體積限制對寬禁帶材料的需求

熱管理是限制電力電子系統(tǒng)體積的瓶頸之一。SiC MOSFET憑借其較高的最高結(jié)溫（Tj,max?=175°C ）以及較低的損耗，簡化了冷卻系統(tǒng)的設(shè)計。同時，為了最大限度地發(fā)揮SiC芯片的性能，功率模塊必須具備極低的結(jié)到殼的熱阻（ Rth(j?c)?）。例如，BMF240R12E2G3模塊的典型結(jié)到殼熱阻僅為0.09K/W 。

這種對超低熱阻的追求，意味著技術(shù)瓶頸已從半導(dǎo)體材料本身轉(zhuǎn)向了封裝和互連技術(shù)。通過采用銀燒結(jié)技術(shù)改進Rth(j?c)? 和先進的陶瓷基板，確保在極高電流密度下仍能有效散熱，從而保障大電流輸出能力。

V. 碳化硅MOSFET及其模塊：基礎(chǔ)技術(shù)支撐

A. 碳化硅在電力電子中的固有優(yōu)勢

碳化硅材料具有優(yōu)越的電學(xué)特性，如更高的臨界電場強度、熱導(dǎo)率和飽和電子漂移速率。這使得SiC MOSFET能夠?qū)崿F(xiàn)1200 V高耐壓等級下超低的導(dǎo)通電阻（RDS(on)?）和更高的最高工作結(jié)溫（175°C），從而在功率密度、效率和可靠性方面全面超越硅基器件 。

B. 先進模塊封裝與可靠性：氮化硅基板與低寄生電感設(shè)計

在高性能功率模塊中，封裝技術(shù)對整體性能至關(guān)重要。

氮化硅（Si3?N4?）基板：在陶瓷基板的選擇中，氮化鋁（AlN）具有最好的熱導(dǎo)率，但其抗彎強度較差；而Si3?N4?雖然導(dǎo)熱性略低于AlN，但具有卓越的機械強度（抗彎強度高達700N/mm2）和功率循環(huán)能力 。

Si3?N4?基板在經(jīng)過1000次溫度沖擊試驗后仍能保持良好的結(jié)合強度，遠優(yōu)于Al2?O3?或AlN在10次沖擊后可能出現(xiàn)的銅箔與陶瓷分層現(xiàn)象 。因此，

Si3?N4?成為SiC MOSFET模塊封裝的首選，以提高產(chǎn)品的長期運行可靠性。

低寄生電感設(shè)計：為了最大限度地利用SiC的快速開關(guān)特性，模塊封裝必須將寄生電感降至最低（例如，Pcore E2B模塊的雜散電感Lp?≤8nH ）。低電感設(shè)計對于在高 dv/dt開關(guān)過程中抑制電壓尖峰（VDS_peak?）至關(guān)重要，從而確?？煽啃?。

C. SiC元件布局：從分立器件到高電流模塊

Table 2: Comparative Overview of Key 1200V SiC Power Modules for PCS Applications

高功率PCS應(yīng)用主要依賴于大電流功率模塊。模塊設(shè)計通過內(nèi)部芯片并聯(lián)實現(xiàn)電流密度的顯著提升和$R_{DS(on)}$的持續(xù)降低（例如，62mm封裝的BMF540R12KA3芯片R_{DS(on), typ}可達2.5 text{ m}Omega$）。同時，極低的 Rth(j?c)?（最低0.07K/W）表明封裝技術(shù)正著力于最大限度地減少芯片到散熱器的熱阻，以匹配芯片的低導(dǎo)通損耗。

在器件選擇上，設(shè)計者也注重操作的魯棒性。例如，BMF240R12E2G3模塊將柵極閾值電壓（VGS(th)?）典型值提高到4.0 V ，這是有意為之的設(shè)計，旨在提高器件在高 dv/dt快速開關(guān)環(huán)境中對誤導(dǎo)通的免疫力，避免由于米勒效應(yīng)引起的災(zāi)難性直通。

VI. 碳化硅MOSFET在PCS中的先進動態(tài)性能分析

碳化硅MOSFET的先進動態(tài)性能，特別是其與溫度相關(guān)的開關(guān)損耗特性和體二極管性能，是其超越IGBT，成為PCS核心器件的根本原因。

A. 開關(guān)損耗機制與$E_{on}$的主導(dǎo)地位

在PCS等硬開關(guān)拓撲中，SiC MOSFET的總損耗由導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗共同構(gòu)成。在125kW整流工況（32kHz,65°C）的仿真中，總損耗199.9 W中，導(dǎo)通損耗為99.4 W，開關(guān)損耗為100.4 W ，顯示出開關(guān)損耗占據(jù)重要地位。進一步分析表明，SiC MOSFET的總開關(guān)損耗（ Etotal?）中，導(dǎo)通能量（Eon?）通常占到60%～80%，是主要的損耗來源 。

B. 負$E_{on}$溫度系數(shù)：高溫重載下的獨特優(yōu)勢

BMF240R12E2G3模塊展示了一個獨特的、對系統(tǒng)設(shè)計極具價值的動態(tài)特性：開關(guān)損耗（Eon?）隨著溫度的升高反而下降。

Table 3: Comparative Thermal and Loss Performance of BMF240R12E2G3 (Rectifier Mode, 125kW)

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如上表所示，在32 kHz開關(guān)頻率下，當(dāng)散熱器溫度從65°C上升到80°C時，導(dǎo)通損耗因電阻的正溫度系數(shù)而增加（99.4 W升至112.7 W），但開關(guān)損耗卻明顯下降（100.4 W降至84.0 W）。由于E_{on}在總開關(guān)損耗中占比較高，這種**負溫度特性**使得總損耗變化不明顯，甚至在80^{circ}C時總損耗（196.7 W）略低于65°C時的總損耗（199.9 W）。

這一特性與許多競爭對手SiC器件所呈現(xiàn)的正溫度特性形成鮮明對比 。負E_{on}溫度系數(shù)的直接好處是器件在高溫重載條件下出流能力更強 ，熱穩(wěn)定性更高，這對部署在非溫控戶外環(huán)境的ESS系統(tǒng)尤其有價值。設(shè)計人員可以利用這一特性，通過略微提升結(jié)溫來優(yōu)化開關(guān)頻率，從而最大限度地縮小無源器件的體積，降低系統(tǒng)成本。

C. 增強型二極管性能：集成SiC SBD用于零反向恢復(fù)與浪涌抑制

BMF240R12E2G3等先進SiC模塊通過在MOSFET單元中嵌入SiC肖特基勢壘二極管（SBD）來顯著提升性能 。

零反向恢復(fù)：SiC SBD的運行特性消除了體二極管的反向恢復(fù)電荷（Qrr?）和反向恢復(fù)能量（Err?） ，這是SiC相對于IGBT的一大效率優(yōu)勢。

低VSD?：集成SBD顯著降低了源極到漏極的二極管正向?qū)妷海╒SD?）。BMF240R12E2G3在25°C、200A下的V_{SD}僅約為1.9 V，而一些競爭產(chǎn)品在相同條件下可能高達$4.8 V sim 5.4 V$。

電網(wǎng)浪涌穿越能力：極低的$V_{SD}意味著在電網(wǎng)異常波動導(dǎo)致PCS進行非控整流的危險工況下（浪涌電流I_{SD}$通過二極管涌入直流母線），器件的導(dǎo)通損耗極低 。這極大地增強了SiC MOSFET抵御電網(wǎng)浪涌電流的能力，從而提升了整機的系統(tǒng)可靠性。

VII. 碳化硅功率級的系統(tǒng)設(shè)計與集成挑戰(zhàn)

成功應(yīng)用SiC技術(shù)不僅僅是替換芯片，更需要配套的門極驅(qū)動和熱管理系統(tǒng)的全面升級。

A. 門極驅(qū)動要求：快速開關(guān)、雙極性電壓和高電流

SiC MOSFET需要精確的雙極性門極驅(qū)動電壓，通常推薦為+18 V（導(dǎo)通）和-4$V（關(guān)斷） 。正向高電壓確保極低的

RDS(on)?，而負偏壓則保障器件在關(guān)斷狀態(tài)的魯棒性。

由于SiC的快速開關(guān)特性和較低的柵極總電荷（QG?），需要專用的隔離驅(qū)動芯片，如BTD5350MCWR系列，具備高隔離電壓（5000Vrms?）和高瞬態(tài)峰值電流能力（±10A） 。這些驅(qū)動IC需要多路隔離電源（例如+18 V/-4 V）供電，通常通過專用的正激DCDC電源芯片（如BTP1521F）和高隔離變壓器（如TR-P15DS23-EE13）實現(xiàn) 。

B. 米勒鉗位功能：防止誤導(dǎo)通的關(guān)鍵技術(shù)

SiC MOSFET極高的開關(guān)速度（ON-dv/dt可達>20000 V/u s ）會產(chǎn)生強大的米勒電流（ Igd?）通過柵漏寄生電容（Cgd?） 。這種米勒電流注入會抬高橋臂對管的柵極電壓，可能使其超過閾值電壓（ VGS(th)?），引發(fā)誤導(dǎo)通和直通故障。

解決這一問題的關(guān)鍵技術(shù)是**米勒鉗位（Miller Clamp）**功能。高性能SiC驅(qū)動芯片（如BTD5350M系列）內(nèi)置米勒鉗位功能，當(dāng)柵極電壓降至預(yù)設(shè)閾值（通常為2 V）以下時，驅(qū)動器會通過低阻抗通路將米勒電流分流到負電源軌 。實驗測試證實，該功能可將誤導(dǎo)通尖峰電壓從 7.3 V有效鉗位至2 V ，是確保SiC模塊在硬開關(guān)拓撲中可靠運行的強制要求。

C. 系統(tǒng)級熱管理策略

盡管SiC芯片的R_{DS(on)}和R_{th(j-c)}（如0.07K/W ）已非常低，但系統(tǒng)層面的熱管理必須跟進。需要使用高性能的導(dǎo)熱界面材料（TIM）和高效的冷卻系統(tǒng)，以確保低熱阻優(yōu)勢不會被殼到散熱器的熱阻（ Rth(c?h)?）抵消。

D. 寄生電感與電磁兼容性（EMI/EMC）挑戰(zhàn)

SiC的快速開關(guān)特性對雜散電感極為敏感。任何超過模塊自身極低電感（≤8nH）的額外寄生電感都會限制開關(guān)速度并引起電壓尖峰。

此外，高dv/dt和di/dt速率極大地增加了EMI/EMC設(shè)計的難度。系統(tǒng)工程師必須采用精密的PCB布局、集成無源濾波以及針對噪聲免疫性設(shè)計的專用ASIC門極驅(qū)動電路，才能確保系統(tǒng)符合EMC標(biāo)準并穩(wěn)定運行。在高功率模塊中（如BMF240R12E2G3），內(nèi)部芯片并聯(lián)結(jié)構(gòu)通常引出多組信號引腳，需要驅(qū)動電路具備高電流容量和同步一致性，以精確控制每路柵極，確保均流，這對門極驅(qū)動設(shè)計提出了更高的要求 。

VIII. 戰(zhàn)略結(jié)論與建議

深圳市傾佳電子有限公司（簡稱“傾佳電子”）是聚焦新能源與電力電子變革的核心推動者：
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)體與新能源汽車連接器的專業(yè)分銷商，業(yè)務(wù)聚焦三大方向：
新能源：覆蓋光伏、儲能、充電基礎(chǔ)設(shè)施；
交通電動化：服務(wù)新能源汽車三電系統(tǒng)（電控、電池、電機）及高壓平臺升級；
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“推動國產(chǎn)SiC替代進口、加速能源低碳轉(zhuǎn)型”為使命，響應(yīng)國家“雙碳”政策（碳達峰、碳中和），致力于降低電力電子系統(tǒng)能耗。
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A. 碳化硅技術(shù)對中國2035年基礎(chǔ)設(shè)施的戰(zhàn)略支撐

分析表明，碳化硅技術(shù)是實現(xiàn)中國2035年3.6 TW風(fēng)光裝機目標(biāo)和GHG減排承諾的戰(zhàn)略性先決條件。SiC MOSFET及其模塊所提供的超過1%的效率提升、超過25%的功率密度增長，以及由此帶來的5%$系統(tǒng)初始成本降低，使SiC成為新型電力系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)建設(shè)不可逆轉(zhuǎn)的選擇。

B 關(guān)鍵組件選擇與未來技術(shù)發(fā)展方向

高密度模塊化：未來的戰(zhàn)略重點必須放在大電流、超低熱阻的SiC功率模塊上（如540A/2.5mΩ的62mm模塊），并持續(xù)投入于Si3?N4?陶瓷基板等高可靠性封裝材料的供應(yīng)鏈。

利用動態(tài)特性：設(shè)計者應(yīng)充分利用SiC器件的獨特動態(tài)特性，例如負$E_{on}$溫度系數(shù)，以優(yōu)化散熱系統(tǒng)，允許在更高的開關(guān)頻率和工作結(jié)溫下運行，從而進一步縮小無源組件體積，實現(xiàn)最大的功率輸出。

驅(qū)動系統(tǒng)標(biāo)準化：必須將具備米勒鉗位功能的SiC專用隔離柵極驅(qū)動芯片（ASIC）視為標(biāo)準配置，以有效管理SiC快速開關(guān)特性所帶來的誤導(dǎo)通風(fēng)險，保障系統(tǒng)的運行可靠性。

應(yīng)對高壓挑戰(zhàn)：隨著電網(wǎng)直流母線電壓趨向1500 V，對1700 V級高電流SiC模塊的需求將成為下一個技術(shù)前沿。同時，必須繼續(xù)優(yōu)化集成SiC SBD設(shè)計，以保證在電網(wǎng)故障和浪涌電流下的魯棒性，從而支持未來電網(wǎng)高比例VRE并網(wǎng)的穩(wěn)定性要求。

審核編輯 黃宇