近日,比亞迪漢第100000輛新車在深圳比亞迪全球總部重磅下線,成為產量最快突破10萬輛的中國品牌中大型轎車。
Source:比亞迪半導體
創造新紀錄的漢EV,裝備了最大轉速超過15000轉/分的高轉速驅動電機總成,其電機控制器首次使用了比亞迪自主研發制造的高性能碳化硅(SiC)功率模塊。
這也是全球首家、國內唯一實現在電機驅動控制器中大批量裝車的SiC三相全橋模塊。
SiC之于新能源汽車
自2020年9月,我國明確提出2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”的目標后,光伏、新能源汽車、SiC迎來巨大的發展機遇。
一方面,碳化硅作為光伏、新能源車、特高壓的上游材料,具備低功耗、耐高溫、耐高壓的優勢。
另一方面,新能源汽車正在快速發展。據Trendforce集邦咨詢調查,2021年新能源車銷售量預計達425萬輛,年成長45.8%,電動車(計入HEV)銷售量預估達710萬輛,年成長38%。
圖:2014~2023年新能源車車型分布與成長率
Source:拓墣產業研究院整理,2021/04
在新能源汽車高速發展的大背景下,Si基材料基本已逼近其物理極限,顯示出其局限性,行業逐漸把目光放到了SiC身上。
SiC功率器件的應用,有助于實現功率模塊的小型化,進而提高電機驅動系統的功率密度和可靠性,解決新能源汽車發展所面臨的難題。
此前,特斯拉Model 3率先采用SiC,開啟了電動汽車使用SiC先河,2020年比亞迪漢也采用了SiC模塊,有效提升了加速性能、功率及續航能力。
作為新能源車提高效率最有效的技術,SiC已被視作新能源汽車下一代功率半導體核心器件。
SiC方面,比亞迪的兩個“首次”
早在2005年,比亞迪就開始了在半導體行業的布局。SiC方面,也是全球最先布局的那一批汽車企業。
2020年,比亞迪在SiC方面取得了重大技術突破,并實現SiC模塊在新能源汽車高端車型電機驅動控制器中的規模化應用。目前在比亞迪漢、唐四驅等旗艦車型上已大批使用SiC模塊,助力漢車型百公里加速達到3.9s,降低了能耗。
比亞迪成為國內首次在自產電動汽車上應用自主研發SiC模塊的車企。
同年12月,比亞迪半導體產品總監楊欽耀表示,車規級的IGBT已經走到5代,碳化硅MOSFET已經走到3代,第4代正在開發當中。 目前在規劃自建產線,預計到2021年有自己的產線。
這也是國內車企首次自建SiC生產線。
今年6月,比亞迪半導體上市申請獲得受理,計劃投資31億元建設3個項目,其中包括建設SiC晶圓生產線。該項目總投資超過7.3億,年產能達到24萬片。
SiC:新能源汽車“殺手锏”
對于未來,比亞迪預計到2023年,將采用SiC半導體全面替代IGBT半導體。
整車續航性能在現有基礎上可以再提升10%,以漢EV為例,現在的純電續航為605km,采用SiC半導體續航可達665km左右,超過了一般的燃油車續航。此外,由于SiC體積遠小于IGBT,車內乘坐空間和行李空間會增大不少。
新能源汽車行業的蓬勃發展給半導體產業帶來一個非常好的機遇,車規半導體市場在逆勢增長, SiC市場亦呈倍速增長。
未來,IGBT、碳化硅MOSFET的產能仍將成為新能源汽車發展的重大瓶頸,而隨著第三代半導體產品化到產業化的應用發展,我們有理由相信,SiC 功率模塊將成為新能源汽車性能持續迭代更新的新一代“殺手锏”!