近日,三安光电全资子公司湖南三安半导体有限责任公司(以下简称“湖南三安”)携手理想汽车举行三安碳化硅(SiC)芯片上车仪式。这不仅是三安光电车规级碳化硅主驱芯片首次交付理想汽车,更是国产碳化硅主驱芯片从“实验室突破”迈向“规模化装车”的里程碑时刻。

  近年来,越来越多的新能源车型导入碳化硅技术,碳化硅成为驱动技术升级与效率革命的关键支撑。随着成本逐渐下降和半导体元件技术不断提升,未来SiC的应用将更为广泛,特别是在工业领域的多样化。

  碳化硅迎“上车”潮

  仪式上,湖南三安向理想汽车赠送的8英寸碳化硅MOSFET(金属氧化物半导体场效电晶体)芯片成品,成为双方合作步入新阶段的见证。

  三安光电和理想汽车于2022年合资设立苏州斯科半导体有限公司,从事主驱功率模块的研发和生产。此次上车仪式,标志着双方战略协同结出丰硕成果,正式进入新阶段。湖南三安总经理江协龙直言,这是湖南三安从“技术攻关”迈向“市场引领”的关键一步,“验证了我们全产业链垂直整合模式在保障产品品质与供应链稳定上的巨大优势”。

  碳化硅作为第三代半导体材料的代表,其价值在新能源汽车时代被彻底激活。2018年,特斯拉率先将SiC应用于Model 3,开启主驱逆变SiC器件的大规模商业化应用,Model 3全车搭载24个SiC模块,拆开封装每颗有2个SiC裸晶(Die),共计搭载48颗SiC MOSFET。

  后续国内多家车企跟进。今年9月份,比亚迪发布的e-Bus平台3.0,是全球首个量产客车全域1000V高压架构,搭载自研1500V碳化硅功率芯片,整车综合能耗最大降低18%,-15℃低温续航提升50-80km;阿维塔宣布旗下中型SUV——2026款阿维塔07开启预售,分为纯电版和增程版两类车型,纯电版车型继续采用全域800V碳化硅平台,新增长续航版本车型则搭配宁德时代的骁遥超级增混电池,提升续航里程。

  此外,混动汽车成为碳化硅应用的新增长点。今年8月份,岚图汽车发布了全栈自研的“岚海智混技术”。该技术基于全域800V碳化硅高压系统打造,实现了多项性能突破:CLTC(中国轻型汽车测试循环)纯电续航里程达360-410公里,综合续航超过1400公里,并支持5C超级快充,电量从20%充至80%最快需要12分钟。

  在第五届长安汽车科技生态大会上,长安启源A06进行首秀。在能源动力上,长安启源A06通过碳化硅等材料和分层极片等新技术的应用,使充电时间比1.6C缩短了65%,比3C缩短了40%。能耗降低15.7%,它搭载的高集成碳化硅电驱,电驱体积同比缩小18%。

  东吴证券研报指出,碳化硅凭借高效率、高功率密度等优异特性,可为应用系统降本、增效。以新能源汽车主驱为例,根据ST(意法半导体)测算,碳化硅逆变器效率比IGBT(绝缘栅双极型晶体管)逆变器高3.4%,可有效提升续航、节省电池成本。此外,由于碳化硅逆变器体积较小,还可搭载成本更低的冷却系统,从而降低整车成本。

  汽车之外的产业延伸

  在新能源领域,SiC是实现高效节能的核心器件,五矿证券预计2030年,全球“新能源车+充电桩+光储”对碳化硅衬底的需求量约577万片,CAGR(复合年均增长率)约36.7%。新能源汽车领域,800V高压平台逐步普及,2025年渗透率已达11.17%,碳化硅MOSFET应用于主驱逆变器、DC-DC(直流-直流)转换器等核心部件,可使整车能耗降低8%-10%。2030年全球新能源车领域SiC衬底需求或达432万片,中国328万片。

  高压直流充电桩方面,政策推动下2027年将建成10万台大功率充电桩,SiC凭借耐高压特性成为达标关键。光储领域,SiC将提升光伏逆变器与储能变流器效率,五矿证券测算,2030年全球碳化硅衬底需求94万片,中国30万片。

  碳化硅作为第三代宽禁带半导体核心材料,凭借禁带宽度大、击穿电场高、热导率优、电子饱和漂移速度快等突出性能,正全面渗透新能源、人工智能、通信、AR(增强现实)四大高增长产业,其应用场景从功率器件延伸至散热材料、光学基底等领域,需求呈爆发式增长。

  头部企业已开始行动。芯联集成近期发布的碳化硅G2.0技术平台,采用了8英寸先进制造技术,已达到全球领先水平。在电源场景中,碳化硅G2.0电源版针对性优化寄生电容设计,通过封装优化强化散热,开关损耗降低高达30%,专门适配AI数据中心电源等需求。国际厂商中,英飞凌表示,碳化硅技术是公司人工智能电源业务营收预测的核心;基于英伟达的需求,台积电正推动12英寸碳化硅载板供应链。

  从全球竞争格局观察,Wolfspeed等国际巨头依然在技术和市场方面占据主导地位。但中国企业的追赶速度令人瞩目——天岳先进和天科合达两家公司在2024年全球衬底市场份额合计已超过34%。

  根据TrendForce(集邦咨询)最新研究,2024年全球N-type(导电型)SiC衬底产业营收同比下降9%,降至10.4亿美元,这一变化主要因汽车和工业需求减弱,SiC衬底出货量成长放缓。进入2025年,即便SiC衬底市场持续面临需求疲软和供给过剩的双重压力,但长期成长趋势依旧不变。同时,激烈的市场竞争也将加速企业整合力道,重塑产业发展格局。

  破局“芯”赛道 三安光电碳化硅落地理想汽车

  作者:龙敏

  编辑:高珊珊

  监制:刘晶