800V+SiC的组合应用是高效输电的关键

夏天排队8小时充电，冬天排队9小时换电看似一句玩笑话，但在当时的当下新能源汽车行业却实实在在的发生了。

今年7月，川渝地区遭遇罕见高温天气，部分主要水电厂触底，发电量大幅下降，导致限电蔓延这也直接导致依靠充电回血的新能源汽车成为大膨胀如果过充抢不到，那就只能等慢充了最近几天，一段关于长春出租车下雪天排队换电的视频在网上走红

换电独立于充电路线之外，能被广泛认可的一个重要原因就是方便快捷几分钟就可以得到充满电的电池，这对于续航能力差，能量补充效果差的新能源汽车来说，无疑是救星

但在气温早已达到零下的东北，尤其是雨雪天气，动力电池不时冻在机箱里先解冻再换电反复增加了换电和排队的时间成本更何况，天寒地冻电车停电也是一个令人担忧的问题

为此，车企绞尽脑汁，电池供应商也没闲着，要么在提高电池能量密度的路上，要么在研发固态电池等新产品技术现阶段固态电池技术还不成熟，高容量电池往往会增加整车重量，从而影响续航和操控体验更重要的是，充换电网络建设不完善，能量补充效率低，严重影响有轨电车的体验

SiC会改变IGBT的生活吗。

2022年，新能源汽车市场将进入稳定增长期乘联会数据显示，今年前10个月我国新能源汽车总产量559万辆，同比增长108.4%，累计渗透率24.7%可是，天风证券10月份发布的一份调查显示，续航问题仍然是消费者购车的最大障碍，也是新能源车企急需攻坚的桥头堡

正因如此，800V+SiC的产品组合越来越受欢迎，包括小鹏，广汽爱安，极氪，理想都布局了800V高压大功率快充技术充电速度方面，国际标准400V/250A下，1C是上限，用液冷枪，400V/500A平台充电速度2C相比之下，小鹏G9等车型通过800V平台实现了4C充电

这不是简单的指800V从桩端到车端的升级，实际上是包括逆变器，电机驱动系统，DC—DC，车载充电器，充电桩在内的强电链接系统更具体地说，当整车架构升级到800V时，车身所有相关部件的标准也会提高

800V+ SiC的组合应用是高效输电的关键。

与传统的IGBT相比，以SiC为代表的第三代宽带隙半导体材料具有高压，高频，大功率的特性同时，SiC器件的击穿电场强度比Si高十倍左右，开关损耗比Si基IGBT低得多

根据意法半导体的测试数据，在25%的常用负载下，SiC器件的损耗比IGBT低80%这种情况在1200V电压下更加明显

就400V和800V平台而言，能量损耗的降低和SiC性能的提升在同规格产品中是不同的。

博世汽车电子中国区总裁安德瑞在2022中国汽车论坛上指出，400V SiC平台可能增加的续航里程较少，约为5%，800V SiC平台的升降幅度可以达到12%左右不过也要看车型和品牌具体分析，因为通常包含整车厂的调整因素恩智浦全球副总裁兼新能源和驱动系统产品线总经理李晓河强调，如果你想让电池支持的续航里程更长，或者同样续航的电池尺寸更小，就必须考虑IGBT转SiC

要知道，CLTC电池续航能力的打折，部分是因为动力系统的低能效如果能降低损耗，就能提高实际电池寿命，在一定程度上降低充电成本从长远来看，可以延长电池的使用寿命而且行业数据表明，与IGBT相比，SiC器件的体积可以缩小到1/3以上，重量可以减轻40%以上

既然有这么多优势，为什么800VSiC迟迟没有大规模落地为什么新能源的车主还要忍受能量补充效率低的困扰

能效与系统成本。

成本，成本，还是成本。

据业内人士估计，SiC MOSFET的批量价格大约是硅基IGBT的三倍这直接导致一些车企在不完整的800V平台架构上妥协第一，提高能量补充效率，电机的规格可以从400V升级到800V，其次，整车成本不能无限堆积，DC—DC升压电源模块等部分部件可以保持在400V的水平

事实上，SiC早在19世纪末就被发现，并用于制造耐火材料时至今日，SiC衬底产能不足仍然是行业发展的心病

从SiC产业链来看，衬底制造技术壁垒最高，价值最大，占比近50%SiC衬底通常需要生长，加工，切片，研磨，抛光和清洁，然后才能最终形成其中，晶体生长是核心部分，但目前来看，提高成品率仍是课题

以卢晓科技8月份披露的数据为例，该公司SiC的良率可达50%，据报道为国际一流水平成品率是大规模生产SiC的前提如果良率过低，生产成本会增加，无法实现规模化生产目前SiC衬底的成本仍然远远高于Si

总体而言，IGBT向SiC的转移可以帮助新能源汽车提高动力系统的能效最终，一辆自行车节省的能源成本远远高于设备本身成本的增加在李晓河看来，虽然动力电池的成本占整车的30%到40%，但如果能提高电驱动的效率，提高电池的利用率，那么自行车系统的成本降低比电池更有潜力

或许，暂时的成本增加只是眼花缭乱对此，Andrui也指出，应用SiC电源产品的优势，如散热设备成本的降低，零部件的减少，能量损耗的降低，车载电池使用寿命的延长等，使得系统的整体成本接近Si，甚至比Si基IGBT更有优势

2030年将迎来产业集中爆发期。

2022年被认为是800V SiC上车元年不过，为了兼容市场上的500V和750V快充，有分析认为，在未来很长一段时间内，所有支持800V平台的纯电动汽车都将配备400V升800V DC—DC转换器

其实这也是800V平台难上的原因之一如果合适的过充桩建设不足，基础设施不先进，就很难实现大范围普及毫无疑问，明显的缺点是由于单站多车充电的分流问题，用户很难体验到800V高压平台带来的快感再者，如果800V型号被广泛使用，很可能会给电网带来一段时间的压力

当然，这是后话现在更重要的任务是加速从IGBT到SiC的转变

为了进一步降低SiC衬底的价格，业界已经将目光从6英寸投向了8英寸以下面的数据为例2021年8寸SiC衬底受限于研制难度，磁导率只有1%到2030年，伴随着8英寸SiC衬底产能大幅提升，磁导率超过6英寸SiC，实现一定的规模经济，单价有望缩水三分之一

截至目前，全球已有10多家半导体公司成功研发出8英寸SiC衬底与此同时，包括博世，安森美在内的IDM也开始尝试从6英寸SiC向8英寸SiC扩展根据博世的预测，2025年前后市场对SiC功率器件的需求将大幅增长，因此公司早早开始了测试和验证工作

不过，博世也指出，由于价格因素，在2030年之前，400V平台仍可能占据主流地位但800V高压平台的渗透率会不断提高ZF集团电力驱动业务负责人Stephen von Schuchman最近表示，800V平台有望在2028年左右超过400V，并在市场上占据主导地位

2030年是全球主要汽车公司向电动化转型的关键时期伴随着传统燃油汽车逐步退出历史舞台，有轨电车时代开启新篇章，800VSiC行业有望迎来集中爆发期届时，提高能源补充效率的负担将继续向更高电压，更大功率的平台发展

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