车企自研碳化硅模块，更有“性价比”的选择

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）近日理想汽车在招聘信息中披露，公司在新加坡成立功率器件研发办公室，目前公开四个技术岗，包括SiC功率模块失效分析/物理分析专家、SiC功率模块工艺专家、SiC功率模块电气设计专家和SiC功率模块设计专家。
 
这也意味着理想正在筹备自研碳化硅功率模块，未来或可能建立功率模块封测产线。
 
电动汽车时代，功率模块和碳化硅地位越来越高
 
电动汽车与燃油汽车的成本结构产生了很大差异，在电动汽车中，电池成本占比最高，达到40%-50%，而电驱动系统占到全车成本15%-20%。其中功率模块就占到驱动系统一半左右的成本，如果功率模块从IGBT换成SiC模块，成本还会继续提升。
 
功率模块是由多个功率单管比如IGBT、MOSFET等按照不同的需求，通过特殊的封装将多个单管组成整体的模块。由于整合了驱动电路等，功率模块在高压、大电流场景应用的同时，还能够简化外部电路，在电动汽车主驱逆变器等方面起到重要作用。
 
理想汽车在近期的广州车展上展示了旗下首款纯电车型理想MEGA，采用了800V高压平台以及SiC模块，实现5C快充，峰值充电功率超过500kW。在未来的800V平台中，SiC器件在高压大电流场景中的效率优势，将会使得SiC功率模块将会成为800V车型中不可或缺的部分。
 
实际上理想汽车去年3月还与三安半导体共同成立了苏州斯科半导体，主要面向功率半导体的研发和生产。根据理想汽车官方公布的消息，去年8月理想汽车位于江苏苏州高新区的功率半导体研发及生产基地就已经正式启动建设，该生产基地未来将主要专注SiC功率模块的研发和生产。
 
理想汽车当时表示，预计该生产基地2022年内竣工后进入设备安装和调试阶段，2023年上半年启动样品试制，2024年正式投产后预计产能将逐步提升并最终达到240万只碳化硅半桥功率模块的年生产能力。
 
面对2024年800V平台上量，以及旗下首款纯电车型上市，理想早已做好准备。
 
投资功率模块更有性价比
 
在近几年车企投资芯片的热潮中，除了自动驾驶芯片、MCU等逻辑IC之外，最火爆的当然也是功率芯片，包括SiC MOSFET、IGBT等等。从电子发烧友对2022年的车企投资统计中，对碳化硅器件以及功率模块的投资数量占比接近30%，足以说明车企对其的重视程度。
 
其中又以功率模块自研居多，因为功率模块性能很大程度上取决于封装和散热，目前还存在较大的创新空间，而IGBT、MOSFET等实际上改进的空间相对较小，同时在车规SiC MOSFET方面，目前能够应用到电动汽车主驱逆变器的产品基本上是海外大厂供应。
 
这又关系到车规认证以及在汽车上使用的可靠性验证，国内厂商虽然在今年也有不少SiC MOSFET产品通过车规认证，但真正用到汽车主驱上，还需要经过车企长时间的验证可靠性以及新车导入周期，这对于车企而言自研的周期明显也过长了。且国内SiC MOSFET领域的供应商较多，对国内新势力车企而言显得没有太大的自研必要。
 
因此车企投资功率模块，无论是打出功率模块封装散热上的技术差异化，还是降低供应成本，都有立竿见影的效果。就像理想汽车投资的功率模块产线，2022年内竣工后，经过一年多时间的试制和测试，2024年就能正式投产，整体投资周期相比单纯的功率芯片更短。
 
在理想之外，其他车企也在持续布局功率模块，早在2021年，蔚来就宣布将建设一条SiC功率模块工艺试验线；长城汽车近期宣布自主研发的IGBT功率模块成功实现量产；而更早前的比亚迪半导体，就已经从功率芯片、功率模块上实现自研自产，甚至对外供货。
 
更多的车企则倾向通过投资来完成功率模块的布局。2021年12月，上汽旗下的上汽资本投资SiC功率模块供应商积塔半导体；2019年东风汽车与株洲中车时代半导体合资组建智新半导体，建设功率模块封测产线；沃尔沃汽车今年9月投资了功率模块和电动汽车驱动方案供应商臻驱科技，吉利汽车则孵化了晶能微电子以及与芯聚能合资成立了芯粤能半导体，在功率芯片以及功率模块上进行布局。
 
小结：
 
电动汽车时代，功率模块几乎相当于传统燃油车中的“变速器”，作为核心零部件之一的功率模块，将会越来越受到车企重视。