中國新能源汽車銷量佔比整體保持在全球的42%以上
預計到2026年中國新能源汽車銷量將達到761萬輛,佔比全球銷量的48%,中國保持高佔比的新能源汽車銷售市場,極大的刺激了功率半導體產業的國內市場需求,碳化矽材料的出現及整個產業鏈的成熟為新能源汽車的能耗管理提供了新的技術解決方案,其對電力電子系統的功率密度、輸出功率、器件整合化程度都產生了很顯著的收益。
資料來源:勢銀(TrendBank),中汽協
新能源汽車發展下的碳化矽晶片市場規模將達到256億元
結合目前整車廠對新能源汽車上功率半導體產品的技術路線規劃,預測2023年碳化矽晶片將在新能源汽車領域大規模採用,在電機逆變器、車載充電器、直流轉換器的滲透率估計會達到80%以上,預計到2026年中國碳化矽晶片市場規模將達到132億元,全球碳化矽晶片市場規模將達到256億元,中國市場佔比超50%,成為新能源汽車用碳化矽晶片的主要消費市場。
來源:勢銀(TrendBank)
保守估計SiC-MOS晶片數量佔新能源汽車所需碳化矽功率晶片的73%
以純電新能源汽車為例,新能源汽車中能量損耗高、開關頻率高、功率大的部件主要分佈在整車的電力系統,那麼採用電氣效能比矽更優異的碳化矽功率半導體可以說是實現高收益的最佳解決方案,具體實現替代矽功率半導體收益最大化的部件就在電機控制器、直流轉換器以及充電器。
在電機控制器中,採用三相逆變器驅動電機,則至少使用6個SiC-MOS晶片,每個半橋上拉管和下拉管均為1個SiC-MOS晶片,若是採用雙電機驅動系統,那麼會需要兩倍的SiC-MOS晶片。當然實際整車廠為了匹配高電壓平臺會設計4並、6並甚至8並的橋臂來保證更大的電機輸出功率,例如特斯拉在Model 3的三相電機逆變器中採用了48個SiC-MOS晶片,即每個半橋的上下橋臂分別採用8個SiC-MOS晶片。
車載充電器是將AC電網透過功率電路向電池組充電的媒介,一般需要FPC電路和DC/DC轉換器共同運作為電池組充電,以單相單向充電器電路為例,一般需要6個SiC-SBD晶片和6個SiC-MOS晶片,若以3相輸入雙向充電器為例,則至少需要採用14個SiC-MOS晶片。
直流轉換器是將高壓直流電轉換為低壓直流電給低壓輔助蓄電池充電並用於驅動汽車內部低壓電子系統,採用了碳化矽晶片整合的直流轉換器,一般會用到4個SiC-MOS晶片,即一個全橋結構。
綜上合計,整車主驅逆變器、OBC以及DCDC轉換器至少需要16個SiC MOS晶片和6個SiC SBD晶片,總計22個SiC晶片,其中SiC MOS晶片為新能源汽車的最大需求晶片。
來源:勢銀膜鏈