在全球汽车电动化的浪潮下，汽车半导体领域的功率电子器件作为汽车电动化的核心部件，成为了车企和电机控制器Tire 1企业关注的热点。车用功率模块已从硅基IGBT为主的时代，开始逐步进入以碳化硅MOSFET为核心的发展阶段。

电动汽车行业发展至今，行业蕞关心的是续航里程。影响续航里程的因素有很多，包括电池容量、车身重量、电力系统的电能转化效率等。功率半导体是电能转换的核心，碳化硅功率器件比硅基器件有低导通损耗、高开关频率和高工作耐压等优势，能获得更高的系统电能转换效率，且在使得同等电量情况下，比使用硅基功率器件获得更多的续航里程。因此电动汽车对于碳化硅功率器件的应用需求日益凸显。

在电动汽车中，碳化硅功率器件的应用主要为两个方向，一个用于电机驱动逆变器（电机控制器），另一个用于车载电源系统，主要包括：电源转换系统（车载DC/DC）、车载充电系统（OBC）、车载空调系统（PTC和空压机）等方面。

电动汽车整车系统中，动力电池的成本占比最高，约占整车成本的4-5成，在成本一定且电池技术路线确定的情况下，直接通过增加电池容量来提升续航里程的思路难以实现，在保证电池容量及技术路线不变的前提下，如何通过其他方法提升电能的转化效率，降低电能损耗，实现续航里程的提升，一直是行业在探索的问题。根据目前已知的行业数据，在电机控制器中用碳化硅MOS替换硅基IGBT后，会获得电机控制器的效率的提升，NEDC工况下，对电池续航的贡献提升在3%-8%之间，所以电控应用对碳化硅器件的需求蕞为迫切。同时，在国内新能源汽车市场大力推进适应高压快充技术的高压平台上，硅基IGBT应对起来就非常吃力，取而代之的是碳化硅MOS。

这更加确定了碳化硅功率器件在下一代电控系统中的核心和不可替代性地位。近年来多家车企已开始全面采用碳化硅功率模块，特斯拉的Model 3和Model Y、比亚迪的汉、蔚来的ET5和ET7、小鹏的G9和G6等车型相继量产碳化硅电机控制器，整车的续航里程与加速性能都得到了显著的提升。

碳化硅肖特基二极管、SiC MOSFET 器件则主要应用于车载OBC、DC/DC、空调系统，主要影响充电效率和辅助系统用电效率、开关频率等。

· 车载充电机（OBC）为电动汽车的高压直流电池组提供了从基础设施电网充电的关键功能，并决定了充电功率和效率的关键部件。电网中的交流电转换为直流电对电池进行充电， 碳化硅二极管及MOSFET器件则可用于车载充电机PFC和DC-DC次级整流环节，推动车载充电机向双向充放电、集成化、智能化、小型化、轻量化、高效率化等方向发展。

· 电源转换系统DC/DC 是转变输入电压并有效输出固定电压的电压转换器，实现车内高压电池和低压电瓶之间的功率转换，主要给车内低压用电器供电，如动力转向、水泵、车灯等。随着整车智能化、电气化的发展，对DCDC的供电功率及安全性提出了更高的要求。

· 车载空调系统中，在高压平台车型，因为快速充电所带来的电池包的热集聚，需要快速释放。当前的技术是采用车载空调系统为电池包散热，因此对于空压机和PTC的频率以及功率都有大幅提升的要求。而传统的硅基IGBT和MOS器件已无法满足，采用碳化硅MOS器件已势不可挡。

当前，全球碳化硅产业格局呈现美、欧、日三足鼎立态势，碳化硅材料七成以上来自美国公司，欧洲拥有完整的碳化硅衬底、外延、器件以及应用产业链，日本则在碳化硅芯片、模块和应用开发方面占据领先优势。中国目前已具备完整的碳化硅产业链，在材料制备和封测应用等部分环节具有国际竞争力。目前排名在前几位均为国外公司，国内公司尚未形成一定市占率。

而在新能源汽车领域，由于我国汽车电动化走在全球蕞前列，本土市场拉动正在成为国产半导体企业崛起的有利因素。

现在，全球碳化硅企业都在积极开拓汽车市场，主要应用落地包括功率分立器件和功率模块。其中，碳化硅芯片的优良特性，需要通过封装与电路系统实现功率的高效、高可靠连接，才能得到完美展现。经过专业的设计和先进的封装工艺制作出来的碳化硅MOSFET功率模块，是目前电动汽车应用的主流趋势。

目前新的设计SiC模块的设计方向是结构紧凑更紧凑，通过采用双面银烧结和铜线键合技术，以及氮化硅高性能AMB陶瓷板、用于液冷型铜基PinFin板、多信号监控的感应端子（焊接、压接兼容）设计，努力往低损耗、高阻断电压、低导通电阻、高电流密度、高可靠性等方向努力。通过好的设计和先进的工艺技术确保碳化硅MOSFET性能优势在设备中得到蕞大程度发挥。

耗尽型 MOS