今天小編分享的汽車經驗：理想率先邁入補能“5G時代”，碳化矽的春天來了？，歡迎閱讀。
800V，5C，9 分 30 秒，400 公裡。
這一連串的數據，是理想最新交出的成績單。用官方話說，基于 800V 高壓純電平台和 5C 電池，純電車型可以實現峰值 500kW 以上的充電功率，充電 9 分 30 秒續航能夠達到 400 公裡。整體用時較 2C 純電車型縮短了 50%。
這樣的充電速度，恐怕手機廠商聽了也會沉默。曾憑借單一爆款車型 ONE 走天下的理想，先後推出了 L9，L8，L7 套娃系列，如今其正從增程殺向純電的市場。而最好的出場方式，便是拿出一套殺手锏。
或許可以這樣認為，比小鵬 S4 超充技術來得更兇猛的，是理想口中的 "5G 補能時代 "。
圖片來源：理想汽車
碳化矽的高光時刻
我們在之前文章《凜冬至，800V+SiC 能帶來新能源汽車的春天嗎？》裡提到過，新能源汽車產業快速發展的這幾年，新老問題不斷。比如，續航裡程依然是讓新能源車主焦慮的主因，而補能效率猶如一道催化劑。較低的補能效率嚴重影響了電車的使用體驗。
說到底，把大電池塞進車終究不是最好的解決辦法。也因為這點，碳化矽成了這一領網域明星般的存在。
2019 年，特斯拉 Model 3 率先将碳化矽功率模塊應用在主逆變器中，自此碳化矽開啟 " 上車 " 之旅。同年，保時捷 Taycan 加入 800V SiC 的陣營。
到 2021 年，現代 IONIQ 5、起亞 EV6、捷尼賽思 GV60 都紛紛用上 800V SiC MOSFET。同時通用汽車的奧特能平台宣布将使用碳化矽技術，美國 Lucid 旗下旗艦車型 Air 也被爆出将采用碳化矽功率模塊。
不難發現，碳化矽上車正在不斷提速。截至去年，小鵬、極狐、比亞迪等品牌也加入了這一陣營。轉眼來到 2023 年，仰望、理想相繼宣布進入 800V 快充市場，再度引燃碳化矽市場的熱度。
其中，理想自研了 800V 高壓平台和 5C 電池，仰望則推出了以四電機獨立驅動為核心的動力系統——易四方平台。據悉，易四方平台全系車型标配碳化矽電控，最高效率可達 99.5%。
圖片來源：比亞迪
不久後，将有更多的汽車品牌加入到 800V SiC 陣營。去年 10 月，捷豹路虎宣布，下一代電動車的逆變器将采用碳化矽器件，管理從電池到電機的電力傳輸。今年 1 月份，梅賽德斯 - 奔馳确認，未來電動汽車将用上碳化矽器件。
毋庸置疑，這是碳化矽的高光時代，且當之無愧。
從市場來看，SiC 功率器件的前兩大應用包括電動汽車和再生能源領網域，2022 年規模分别達到了 10.9 億美元、2.1 億美元，占整體 SiC 功率器件市場產值約 67.4% 和 13.1%。預計到 2025 年，車用 SiC 市場規模将增至 39.82 億美元 。
屆時，整個純電汽車的碳化矽市場，800V 高壓平台的份額将突破 10%。
圖片來源：TrendForce
最大發展視窗在電車？
既然都是 800V，那用了碳化矽會有何不同？
簡單說，電池容量相同時，用碳化矽可以延長續航；或者以更小的電池，可以達到相同的續航裡程，進而降低系統成本。
在 "2023 碳化矽功率器件應用及測試技術大會 " 上，毫厘機電拿出了一組對比數據。在峰值功率上，矽基 IGBT 模塊可以達到 560KW，而碳化矽則做到了 800KW；峰值效率上，IGBT 可以達到 98%，碳化矽則能達到 99.5%。
與此同時，在相同條件下，800V SiC 功率器件的開關和導通損耗都可以做到更低。比如，當把器件的開關頻率從 10kHz 提高到 40kHz 時，碳化矽增加的損耗相對有限，而矽基 IGBT 的損耗可能會有接近 3 倍的增長，這會直接影響到功率器件的效率提升。
所以越來越多的車企從碳化矽入手，尋找增加續航的解決辦法。
圖片來源：匯川聯合動力
此外還有一點，功率器件往往面臨着一個高熱通量的問題。如果管理不當，可能會導致系統過熱，甚至影響到性能和可靠性。這也是為什麼只要提到碳化矽，就要談熱阻的重要原因。
據芯聚能半導體透露，國内及海外的碳化矽廠商能夠做到 90W/ ( mK ) 的導熱率，個别廠商已經可以提供 130W/ ( mK ) 高導熱的基板。正如前文所言，随着電動汽車滲透率不斷提高，碳化矽勢必将借着這股熱潮，繼續搶占市場份額。
截至目前，碳化矽在車載逆變器（電控）、DC-DC、車載充電器（OBC）以及充電樁等領網域均有應用。從電驅動的發展趨勢來看，高功率密度和高效率是核心指标，其次為系統集成化、小型化、輕量化。
這其中，電控的增效，主要是靠碳化矽功率器件。
關乎效率 更關于 " 詩和遠方 "
既如此，特斯拉為什麼放棄了？
特斯拉在 3 月舉辦的 " 投資者日 " 上宣布，其找到了一種可減少 75％碳化矽器件用量但又不會損害汽車性能和效率的辦法。簡言之，碳化矽很好，但終究價格太貴且很難擴大供應量。
圖片來源：特斯拉
因而不乏有分析指出，接下來，矽和碳化矽的混合模塊很可能會受到越來越多的采用。比如，在低端車型上使用矽基 IGBT；在高性價比的中端車型上，搭載 IGBT 和碳化矽的混合器件，達到既高效又低成本的要求；而高端車型上，則沿用碳化矽功率模塊來實現最佳的性能。
與此同時，混合器件的方案還可以兼容 400V、800V 平台，從而針對市場需求進行靈活配置。
安森美（onsemi）中國區汽車市場技術負責人吳桐認為，（混合模塊方案中）單車碳化矽的價值量雖然有所降低，但會大幅度增加碳化矽的使用，未來 15 萬元以上的車型都有可能用上碳化矽。而 800V 的高壓系統基本上會 100% 采用碳化矽。
換句話說，矽基 IGBT 與碳化矽 MOSFET 大概率會長期共存。就像一個產品系列一樣，有不同的價格區間，有對應的目标市場和消費群體。碳化矽的價格不會無限降低，但成本問題亟需解決。
按照無錫芯動半導體的預估，到 2025 年，400V 平台的碳化矽器件成本會降至矽器件的 2.5～3 倍；在 2027 年，碳化矽器件價格将進一步下降到矽器件的 2 倍左右。而 800V 碳化矽價格的下降比例要比 400V 平台低，但整體上，價格差距會不斷縮小。
這注定是一場持久戰。
對電動汽車行業來說，碳化矽是個提升效率的好東西，它和 800V 是最佳的搭檔；放眼整個碳化矽行業，汽車市場又是一個絕對不能錯過的風口。甚至對碳化矽從業者來說，" 得汽車得天下 "。
因而在華大半導體戰略規劃部總經理王輝看來，如果一家碳化矽企業沒有抓住汽車產業變革的爆發式視窗期，那麼在碳化矽這個事上，就不一定能夠持續下去。所以這更像是一場國產功率器件的生存戰和超車賽。
寫在最後
今年以來，以 ChatGPT 為代表的 AI 大模型迅速崛起，算力缺口一度成為這個時代最緊張的代名詞。有業内人士直言， " 雲端伺服器的能耗變得非常可怕 "。不是可觀，是可怕。也正因如此，在電源轉化效率方面，行業看到了碳化矽的需求。可以這樣說，碳化矽不只是新能源汽車行業的加速器，其潛力仍等待被開發。
從更長遠的方向上看，以碳化矽為代表的第三代半導體被認為是中國超車的絕佳機會。國内的研發進程和海外相比，沒有太大的差距，而從應用端看，汽車產業的變革或許能夠創造出一個彎道超車的契機。
