2021-2027年SiC 功率器件市场预测

电动车领域新应用不断出现，汽车厂商积极启用碳化硅战略。电动汽车行业是市场空间巨大的新兴市场，随着电动汽车的发展，对功率半导体器件需求量日益增加。目前碳化硅功率器件在电机驱动系统、车载充电系统（OBC）、电源转换系统（车载DC/DC）和非车载充电桩的使用已经比较普遍。Cree预测SiC逆变器能够提升电动车5-10%的续航，并节省400-800美元的电池成本（80kWh电池、102美元/kWh），与新增200美元的SiC器件成本抵消后，能够实现至少200美元的单车成本下降。2021年特斯拉Model3的主逆变器率先采用24个碳化硅MOSFET功率模块，比亚迪也迅速跟进，在汉EV上搭载了自主研发的SiC功率模块。充电桩产品由于成本的原因，目前使用比例还相对较低，但部分厂商已开始利用碳化硅器件的优势，通过降低冷却等系统的整体成本找到了利基市场。

电动车规模上量800V高压快充平台，平台搭载碳化硅共同发力。随着续航问题逐渐成为电动车发展的重心，高压快充已是大势所趋，利于充电性能和整车运行效率大幅提升的800V快充平台加速布局，其研发对电机的绝缘性和耐高温性提出了较高要求，相比于已达到材料极限的硅基IGBT，碳化硅凭借其体积小、耐高温和耐高压的优势，更有利于提升空间利用率与功率效率，具有更高综合效益。

根据ST数据显示，800V系统下，相较于IGBT，SiC MOSFET在25%负载下最多可减少80%能耗，在100%负载下最多可减少60%能耗。750V电压平台下，相较于IGBT，SiC MOSFET存在3.5-8%的效率提升。此外，在10kHz工作频率和800V架构下，相较于IGBT，采用SiC MOSFET的210kW逆变器可以使总功率器件体积缩小5倍，开关损耗减小为原来的3.9倍，总损耗减小为原来的1.9倍，从而减少PCU尺寸并简化冷却系统。碳化硅器件已代替硅基IGBT成为800V高压平台的最佳搭档。目前，800V高压碳化硅平台已成发展主流，保时捷TaycanTurboS、奥迪RSe-tronGT、小鹏G9等电动车均已支持800V快充，比亚迪、极氪、理想汽车等多家车企也已发布800V平台架构或规划，碳化硅发展潜能巨大。