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【三重进化】功率模块的破局之道:可靠、集成与协同创新

海阔天空的专栏 来源:厂商供稿 作者:厂商供稿 2026-04-16 10:10 次阅读
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接上篇《车规功率半导体的“富矿”,你挖对了吗?》

值得关注的车规级功率半导体创新技术系列二

新能源汽车的行驶安全、性能表现与供应链稳定性,最终都落脚于功率模块这一“电力心脏”。Wolfspeed的车规级塑封TM4功率模块、罗姆的二合一SiC模块(DOT247)、理想汽车的XPM增程专用二合一模块,分别从可靠性升级、集成化创新、供应链可控三个维度实现突破,共同勾勒出下一代车规功率模块的发展蓝图——唯有三者协同,才能真正破解“性能、成本、安全”的三角难题。

** 一、可靠进化:Wolfspeed新型车规级塑封TM4 功率模块,以技术壁垒抢占高端车载市场**

功率模块长期工作在高温、振动、高电压冲击的车载环境中,“可靠性”是不可逾越的底线。Wolfspeed推出采用其第四代 (Gen 4) 技术的车规级塑封TM4功率模块,以新材料新工艺重构封装逻辑,实现可靠性与灵活性的双向提升:

高可靠性:

· 可靠的互联技术:热性能提升高达8%,功率循环能力强,系统耐用性佳

· 通过AQG 324 认证:车规级可靠性

高灵活性:

· 可烧结或可焊接背面:可灵活定制

· 可激光焊接的功率端子:连接稳固,制造流程简化

· 行业标准"TPAK" 封装:即插即用式替代模块,布局优化

· 易于并联,实现广泛的逆变器系统扩展性:提供2 芯片、3 芯片和 4 芯片选项,满足各种不同的逆变器功率等级需求

市场前景: 塑封SiC模块赛道加速爆发

据恒州诚思(YHResearch)调研数据,2025年全球SiC塑封功率模块收入规模约83.70亿元(约11.58亿美元),预计到2032年将接近331.4亿元,2026-2032年复合增长率达21.4%,塑封模块凭借其性能与成本优势,已被行业视为长期发展方向。Wolfspeed是全球碳化硅材料的重要供应商(全球占比超60%),并拥有已投产的8英寸晶圆产线,TM4模块若进入规模化量产,可依托上述产能基础保证供应。

二、标准化典范:罗姆DOT247二合一SiC模块,标准化封装定义行业集成新范式

随着车企研发周期缩短、集成化需求提升,“标准化、高集成度”成为功率模块的核心诉求。ROHM创新的DOT-247二合一模块,既具备了应对下一代功率转换电路的设计灵活性,又实现了比使用分立器件更小的电路体积。

图片1.png

来源:ROHM官网

DOT-247采用将两个TO-247封装相连的造型,通过配备在TO-247结构上难以容纳的大型芯片,并采用ROHM自有的内部结构,实现了更低导通电阻。另外,通过优化封装结构,其热阻比TO-247降低了约15%,电感降低了约50%。由此,在半桥^*1^结构中,可实现使用TO-247时2.3倍的功率密度,并能以约一半的体积实现等效的功率转换电路。产品耐压750V和1200V。(来源ROHM官网)

市场前景: 标准化赛道领跑,全场景渗透提速

罗姆DOT247模块的核心竞争力在于标准化+高性能”的双重属性,完美契合车企“快速量产、降本增效”的核心需求,将成为车载充电机、电驱控制器、快充桩等多场景的优选方案。

三、整零融合:理想XPM增程专用二合一模块,自主掌控定义增程技术新标杆

当供应链波动成为行业常态,车企向上游延伸、掌控核心技术定义权,成为构建竞争力的关键。理想汽车自主研发的XPM增程专用二合一模块,实现驱动模块和发电模块的二合一集成,开创了“车企主导、上下游协同”的整零融合新模式,实现性能与供应链的双重自主:

架构创新: 将增程发电机控制器和驱动电机控制器的两个功率模块集成于同一壳体,共用冷却系统与控制单元,较传统分离式方案控制器体积和重量减少16%;XPM功率模块的优异性能和系统应用收益来自于五类核心专利技术组合,主要包括一体式结构设计和冷却技术、IGBT和FRD芯片面积和比例最优设计、低杂感高压端子结构设计和关键工艺、发电模块一体式陶瓷基板等封装技术,以及高精度电流传感器小型化设计和集成技术。这些技术不仅来自于理想汽车在功率半导体技术领域强大的研发能力和技术积累,也来自于理想汽车从功率芯片到电驱动总成和整车应用贯通的系统研发能力和对应用的深刻理解。

供应链深度整合: 理想汽车主导模块整体架构设计与性能定义,核心IGBT和FRD二极管芯片联合国内供应商定制开发,封装工艺由本土企业代工,实现从“芯片规格”到“模块应用”的全链条自主可控,既能提升供应链响应速度,又能保障供应安全。

技术壁垒: 围绕XPM模块已完成超50项专利布局,XPM模块可以把IGBT芯片和FRD二极管芯片总面积降低超过45%;XPM功率模块的系统寄生电感可以降低到10nH水平,比传统连接方案降低超过50%。实现体积与性能的双重突破。

市场前景: 增程赛道核心增量,自主模块模式加速普及。2025年中国增程式电动车的销量为123.5万辆,同比增长6.0%,增程双电控功率模块作为核心部件,市场规模巨大,市场前景广阔。

理想汽车是增程电动车技术的引领者,XPM功率模块的推出不仅体现出理想汽车在此领域的强大的研发能力和领先地位,这种面向行业开放并与产业链协同的新范式也极大推动整个行业的技术进步。

三重协同:功率模块的未来方向与行业价值

Wolfspeed的可靠性技术为集成化提供安全基础,罗姆的标准化集成简化车企应用流程,理想的整零融合保障技术落地稳定性——三者共同指向一个核心结论:下一代车规功率模块不再是“单一性能的比拼”,而是“可靠打底、集成提效、自主托底”的系统级竞争。

从陶瓷封装到塑封工艺,从单一芯片到二合一集成,从依赖外供到自主定义,功率模块的三重进化,本质上是电动化产业从“高速增长”向“高质量发展”的缩影。唯有将可靠性刻入基因、将集成化融入架构、将自主化握在手中,才能在这场千亿赛道的竞争中站稳脚跟,引领全球电动化技术浪潮。

这不是技术研讨,这是“卡位”邀请

后续推文将陆续公布其他值得关注的车规级功率半导体技术(嵌埋封装模块,Si/SiC混合封装,三电平模块,功率砖等),让每一家企业看清自己的位置与机遇。千亿市场不是平均分配的,它只会青睐那些在正确技术路线上占据先发优势的玩家。

因此,我们向正在默默耕耘、即将崭露头角的“创新者”发出最诚挚的“卡位”邀请:

· ‌在TMC2026车规级功率半导体论坛的演讲台上‌,向全球业界宣告您对某一“技术”的所有权与领先优势。

· ‌TMC2026功率半导体主题展览的聚光灯下‌,展示您从“芯片”到“模块/系统”的精加工能力。

· ‌通过战略赞助与合作‌,2026年的窗口期正在收窄。技术路线即将收敛,市场格局逐步固化。现在,是时候亮出你的创新技术,讲述你的故事,在千亿赛道的版图上,刻下属于自己的名字。

TMC2026车规级功率半导体论坛部分议题

· 全球车规级功率模块/器件创新技术与应用趋势

· GaN/SiC功率器件与栅极驱动联合设计(OBC/DCDC)

· 车规级功率模块拓扑结构技术创新及应用普及

· 嵌入式封装专题

· 集成化封装专题

· 低杂散高效率模块封装专题

· SiC可靠性提升策略与分析

· 多元突破:AI助力降本/铜烧结/12英寸SiC/超结技术等

衷心感谢****以下TMC委员会专家(部分,姓名首字母排序)

· 柏松,中电科55所

· 曹海洋,小鹏汽车

· 陈材,华中科技大学

· 李贺龙,合肥工业大学

· 梁亚非,北京汽车研究总院

· 刘钧,长安汽车

· 刘强,理想汽车

· 宁圃奇,中国科学院电工研究所

· 王洪涛,博格华纳

· 王学合,芯华睿半导体

· 王永坤,西安电子科技大学

· 温旭辉,中国科学院电工研究所

· 杨钦耀,比亚迪半导体

· 仲小龙,英飞凌

· 周福鸣,合肥功立德半导体

(还有更多专家建议已在征集整理中)

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