热泵与空调全面跨入SiC碳化硅功率半导体时代：能效革命与产业升级

热泵与空调全面跨入SiC碳化硅功率半导体时代：能效革命与产业升级

在“双碳”目标的驱动下，商用空调和热泵行业正经历一场静默却深刻的技术革命。碳化硅（SiC）功率半导体凭借其卓越的物理特性，正逐步取代传统IGBT，成为高效节能解决方案的核心引擎。这场变革不仅意味着能效的跃升，更将重塑产业竞争格局。

倾佳电子（Changer Tech）-专业汽车连接器及功率半导体(SiC碳化硅MOSFET单管，SiC碳化硅MOSFET模块，碳化硅SiC-MOSFET驱动芯片，SiC功率模块驱动板，驱动IC)分销商，聚焦新能源、交通电动化、数字化转型三大方向，致力于服务中国工业电源，电力电子装备及新能源汽车产业链。

倾佳电子杨茜致力于推动国产SiC碳化硅模块在电力电子应用中全面取代进口IGBT模块，助力电力电子行业自主可控和产业升级！

倾佳电子杨茜跟住SiC碳化硅MOSFET功率器件三个必然，勇立功率半导体器件变革潮头：

倾佳电子杨茜跟住SiC碳化硅MOSFET模块全面取代IGBT模块和IPM模块的必然趋势！

倾佳电子杨茜跟住SiC碳化硅MOSFET单管全面取代IGBT单管和高压平面硅MOSFET的必然趋势！

倾佳电子杨茜跟住650V SiC碳化硅MOSFET单管全面取代SJ超结MOSFET和高压GaN 器件的必然趋势！

一、 SiC vs IGBT：性能的全面碾压

基本半导体发布的仿真数据揭示了SiC MOSFET的压倒性优势。在典型商用空调11kW工况下（散热器温度80℃）：

SiC模块（BMS065MR12EP2CA2）：总损耗249.47W，整机效率高达97.73%

IGBT模块（英飞凌FP35R12N2T7）：总损耗329.09W，效率仅97.01%

随着功率增加，差距进一步拉大：在1kW输出时，SiC效率领先3.59%；而在11kW时仍保持0.72%的优势——这对常年运行的设备意味着巨额电费节省。

核心优势解析：

高频低损：SiC开关频率可达IGBT的2倍以上（40kHz vs 20kHz），减小电感电容体积，提升功率密度。

高温耐受：SiC结温耐受达175℃，高温下导通电阻（Rds(on)）增幅更缓（仅1.3倍），而IGBT模块在8kW时部分芯片结温已突破112℃。

系统精简：取消续流二极管，简化拓扑结构。

二、 国产SiC解决方案的突破性进展

基本半导体等中国企业正加速打破国际垄断，其产品性能已比肩一线品牌：

模块化集成：
Pcore™12封装三相全集成模块（如BMS065MR12EP2CA2）将PFC与逆变整合，内置NTC热敏电阻，专为热泵和空调优化设计。

分立器件迭代：
第三代1200V/40mΩ MOSFET（B3M040120Z）实现关键突破：

FOM值（Rds(on)×Qg）降低18%，开关损耗比二代降低4.7%，比国际竞品低30%。

体二极管反向恢复电荷（Qrr）仅0.28nC（25℃），与英飞凌等相当。

驱动生态完善：
配套推出首款双通道SiC专用驱动芯片BTD25350xx，集成米勒钳位功能，彻底解决桥臂串扰问题。实测显示，启用钳位功能后，下管门极电压波动从7.3V降至0V，杜绝误开通风险。

三、 系统级方案重构产业链

SiC普及需全链路协同创新，中国企业已构建完整生态：

驱动板集成方案（BSRD-2423-ES01）
集成自研隔离电源芯片BTP1521F（输出6W）、双通道变压器TR-P15DS23-EE13及驱动IC，实现“即插即用”。

辅助电源革新
1700V SiC MOSFET（B2M600170R）搭配反激控制器BTP284xx，使辅助电源功率达150W，耐压能力提升3倍。

热管理设计简化
SiC模块采用Si₃N₄陶瓷覆铜基板，热阻降低50%，散热器体积可缩减30%。

四、 产业影响与未来展望

据行业测算，商用空调全面采用SiC后：

整机能效平均提升3%-5%，热泵制热季节性能效（HSPF）可突破5.0；

系统体积缩小40%，满足小型化与静音化需求；

全生命周期碳排量下降15%-20%。

随着基本半导体等企业第三代SiC芯片量产，成本正以每年较快的速度下降。预计到2027年，SiC在热泵/空调领域的渗透率将超50%，彻底终结IGBT时代。

结语：这场由SiC驱动的能效革命，不仅关乎企业降本增效，更是中国制造向高端跃迁的缩影。当“双碳”目标遇上国产半导体崛起，热泵与空调产业的绿色智能未来已清晰可见。

审核编辑 黄宇