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(chǎn)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(chuàng)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(fā)制造的高性能碳化硅(SiC)功率模塊。
這也是全球首家、國內(nèi)唯一實現(xiàn)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(fā)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(yōu)勢。
另一方面,新能源汽車正在快速發(fā)展。據(jù)Trendforce集邦咨詢調(diào)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(chǎn)業(yè)研究院整理,2021/04
在新能源汽車高速發(fā)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(yè)逐漸把目光放到了SiC身上。
SiC功率器件的應用,有助于實現(xiàn)功率模塊的小型化,進而提高電機驅動系統(tǒng)的功率密度和可靠性,解決新能源汽車發(fā)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(xù)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(yè)的布局。SiC方面,也是全球最先布局的那一批汽車企業(yè)。
2020年,比亞迪在SiC方面取得了重大技術突破,并實現(xiàn)SiC模塊在新能源汽車高端車型電機驅動控制器中的規(guī)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(nèi)首次在自產(chǎn)電動汽車上應用自主研發(fā)SiC模塊的車企。
同年12月,比亞迪半導體產(chǎn)品總監(jiān)楊欽耀表示,車規(guī)級的IGBT已經(jīng)走到5代,碳化硅MOSFET已經(jīng)走到3代,第4代正在開發(fā)當中。 目前在規(guī)劃自建產(chǎn)線,預計到2021年有自己的產(chǎn)線。
這也是國內(nèi)車企首次自建SiC生產(chǎn)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(chǎn)線。該項目總投資超過7.3億,年產(chǎn)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(xù)航性能在現(xiàn)有基礎上可以再提升10%,以漢EV為例,現(xiàn)在的純電續(xù)航為605km,采用SiC半導體續(xù)航可達665km左右,超過了一般的燃油車續(xù)航。此外,由于SiC體積遠小于IGBT,車內(nèi)乘坐空間和行李空間會增大不少。
新能源汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展給半導體產(chǎn)業(yè)帶來一個非常好的機遇,車規(guī)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(chǎn)能仍將成為新能源汽車發(fā)展的重大瓶頸,而隨著第三代半導體產(chǎn)品化到產(chǎn)業(yè)化的應用發(fā)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(xù)迭代更新的新一代“殺手锏”!