英飞凌高金萍：2025年碳化硅渗透率将达到30%

　　2021年7月8日至9日，第十三届国际汽车变速器及驱动技术研讨会（TMC）在上海召开，这是TMC规模最大的一届盛会，本届会议有60场最前沿和最核心的技术演讲及2场热点问题高层互动论坛，同期展览展示了近80家知名动力总成、零部件公司最新技术及产品，有1000多位来自整车、变速器及驱动总成、零部件和工程咨询等公司的代表参会与参观展览。

　　在7月9日的论坛上，英飞凌大中华区汽车电子事业部高级市场经理高金萍重点介绍了车规功率半导体的技术和市场趋势，对于硅基、碳化硅和氮化镓三种主流的技术解决方案，她表示，从长期来看，硅基功率半导体还是比较适用的方案。虽然目前主流的技术是IGBT，但碳化硅的渗透率到2025年预计会达到30%多，将呈现接近翻倍的增长，而氮化钾这种器件在汽车电子的应用上则需要更长期的磨合。

　　硅基半导体的适用范围非常广，可以覆盖从非常低频到接近1兆赫兹的水准；碳化硅更适用的是中高压的应用和大功率的应用范围，使能了一些在高压条件下功率的拓展以及更高频的应用。GaN氮化钾这种新技术在低压下超高频的应用非常多。

　　对于硅和碳化硅功率半导体未来的发展关系，高金萍表示这两种解决方案将会长期并存，但会有不同的应用领域。比如，混动车型很少采用碳化硅器件，普遍采用硅基比较多，一些中低端纯电动选择硅基的也比较多。另外，在一些四驱车上面，前驱配置会更多选择硅基方案，因为整体的损耗特性比碳化硅有一些优势。

　　不过，英飞凌和德国一家车厂做的联合仿真测试显示，未来碳化硅在高压情况下可以带来更多的损耗降低。从逆变器层面看，能量损耗可以降低69%，整个效率提升预计可达到3%左右。折算到每公里电耗来看，800V的碳化硅在相同功率上可以让能量损耗降低7.6%，高压情况下，续航里程可以提升7%左右。预计采用英飞凌下一代碳化硅技术后，续航里程可以提升10%。

　　而在长续航里程纯电动车，以及更加高端的、电池装载量比较多的车型上，主机厂普遍选择碳化硅多一些，因为碳化硅可以带来综合续航里程的提升，虽然成本和价格较贵，但可以和整车成本和价格实现较好的平衡。

为什么碳化硅技术受到越来越多的关注？高金萍表示，汽车电子和其他的应用不太一样，是在一个非常狭小的环境，高温、高湿，这个环境对功率电子器件的要求是更高功率密度比、更高集成度。因为碳化硅自身具有的更高开关频率、更高效率的特性，使它非常适合应用在主驱、车载充电机这些系统中。应用在主驱上，可以使能更高的效率，从而使能更高的续航里程。应用在充电机上，可以减少整个充电机系统的无缘器件。同时因为碳化硅高导热的特性，可以提高整个散热系统的效率。

　　从商务角度来看，一旦达到成本和性能的完美契合点，整个碳化硅的产业链也将获得比较好的发展契机。