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车企自研功率模块加速落地,国产SiC MOSFET和代工厂迎新机会

Hobby观察 来源:电子发烧友 作者:梁浩斌 2024-04-11 01:21 次阅读

电子发烧友网报道(文/梁浩斌)碳化硅在电动汽车上的应用正在越来越普遍,而车企自研碳化硅模块,也成为了不少车企选择的方向。最近,蔚来自研碳化硅模块C样件在芯联集成下线,这也意味着蔚来与芯联集成合作开发的碳化硅模块产品即将迈进量产。

迈进800V平台,车企倾向自研功率模块

芯联集成在今年1月30日宣布与蔚来签署碳化硅模块产品的生产供货协议,按照协议内容,芯联集成将为蔚来自研1200V 碳化硅模块的代工方,而这款碳化硅模块将应用于蔚来的旗舰车型ET9上。

蔚来ET9采用全域900V的高压平台,是蔚来第一款400V以上高压平台的车型。如今800V高压平台正在成为中高端纯电车型的标配,各大车企也开始倾向于自研碳化硅功率模块。

从供应链的角度来看,车企首先希望绑定产能,深度绑定的方式,包括投资、成立合资公司等等。比如芯联集成设立的车规功率碳化硅解决方案公司芯联动力,背后就有小鹏、上汽等参与投资;理想和三安半导体成立合资公司斯科半导体,研发和制造碳化硅功率模块;长安深蓝和斯达半导体合资成立安达半导体,同样面向碳化硅模块产品。

但自研仍是主旋律,芯联集成是国内最大的碳化硅芯片和功率模块供应商之一,芯联集成的名字可能大家有点陌生,但它的前身中芯集成相信很多人都有所听闻。去年11月中芯集成更名为芯联集成,作为主要提供模拟芯片和模块封装代工服务的制造商,芯联集成自然是车企自研碳化硅模块甚至是碳化硅MOSFET的重要代工方。

今年3月,芯联集成与理想汽车签订战略协议,将在碳化硅领域展开全面战略合作。而理想汽车也在近期推出了旗下首款纯电动汽车理想MEGA,采用了800V高压平台。

而另一家新势力车企小鹏汽车,跟芯联集成的合作就更早了。早在小鹏G6上,就采用了芯联集成代工封装的碳化硅模块,而小鹏还计划在下一代车型中导入国产碳化硅MOSFET,并使用自研模块。

另一方面,另一家功率半导体代工厂积塔半导体也是各大车企的重点投资对象,上汽、小米旗下的投资公司都出现在其股东名单中。因此在800V时代,车企自研碳化硅功率模块是行业趋势,而这也给模块封装代工厂带来新的机会。

碳化硅功率模块的机会

车企自研功率模块的目的,很大程度上是因为在功率模块上,目前仍有不少的创新空间。功率模块的性能很大程度上取决于封装和散热的设计,传统的功率模块,包括碳化硅的功率模块和IGBT功率模块,很多是采用平面封装的结构,沿用了以往硅基功率半导体的思路。

平面封装也就是将多个功率芯片,比如碳化硅MOSFET和碳化硅SBD焊接在同一绝缘衬板的金属表面,衬板在起到模块电气绝缘作用的同时,还是模块散热的核心。

但在相同规格下,碳化硅MOSFET的芯片面积相比硅基IGBT小得多,因此也导致了散热面积严重缩小,模块热阻大幅增加。因为常见的功率模块失效方式中,由于散热不足导致的结构损坏占大多数,所以散热是功率模块中很重要的部分,也是车企自研模块的设计重心。

加上不同车企的车辆平台对功率模块性能、尺寸、体积、布局等可能也有特殊需求,这些都是车企自研功率模块的原因之一。

小结:

车企自研碳化硅模块的上车速度很快,国内最早在电动汽车上使用碳化硅功率模块的车企比亚迪,已经全系覆盖自研模块,并部分使用了自研碳化硅MOSFET。据电子发烧友网了解,比亚迪碳化硅功率器件以及模块的代工厂包括芯联集成和积塔半导体。

而小鹏也已经在量产车型上搭载了自研碳化硅模块。2024年,我们将会看到更多车企自研的碳化硅模块,甚至是国产的碳化硅MOSFET在量产车型上应用。





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