碳化硅陶瓷基板在汽车领域的应用

 相比硅基功率半导体，碳化硅功率半导体在开关频率、损耗、散热、小型化等方面存在优势，随着特斯拉大规模量产碳化硅逆变器之后，更多的企业也开始落地碳化硅产品。本文主要介绍碳化硅陶瓷基板产品的应用方向。

一，应用方面

       车载领域，功率器件主要用在DCDC、OBC、电机逆变器、电动空调逆变器、无线充电等需要AC/DC快速转换的部件中（DCDC中主要充当快速开关）。

        相比硅基材料，碳化硅材料拥有更高的临界雪崩击穿场强（3×106V/cm）、更好的导热性能（49W/mK）和更宽的禁带（3.26eV）。禁带越宽，漏电流也就越小，效率也越高。导热性能越好，则电流密度就越高。临界雪崩击穿场越强，则可以提升器件的耐压性能。

       因此在车载高压领域，由碳化硅材料制备的MOSFET和SBD来替代现有的硅基IGBT和FRD的组合能有效提升功率和效率，尤其是在高频应用场景中降低开关损耗。目前最有可能在电机逆变器中实现大规模应用，其次为OBC和DCDC。

在800V电压平台中，高频的优势使得企业更倾向选择碳化硅MOSFET方案。因此目前800V电控大部分规划碳化硅MOSFET。

平台级别的规划有现代E-GMP、通用奥特能（Ultium）-皮卡领域、保时捷PPE、路特斯EPA，除保时捷PPE平台车型未明确搭载碳化硅MOSFET外（首款车型为硅基IGBT），其他车企平台均采用碳化硅MOSFET方案。

800V车型规划的话就更多了，长城沙龙品牌机甲龙、北汽极狐S HI版、理想汽车S01和W01、小鹏G9、宝马NK1、长安阿维塔E11均表示将搭载800V平台，此外比亚迪、岚图、广汽埃安、奔驰、零跑、一汽红旗、大众等也表示800V技术在研。

从Tier1供应商800V订单获取的情况来看，博格华纳、纬湃科技、ZF、联合电子、汇川均宣布获得800V电驱动订单。

而在400V电压平台中，碳化硅MOSFET则主要处于高功率以及功率密度和高效率的考量。如现在已经量产的特斯拉Model 3\Y后电机，比亚迪汉后电机峰值功率200Kw左右（特斯拉202Kw、194Kw、220Kw，比亚迪180Kw），蔚来从ET7开始以及后续上市的ET5也将采用碳化硅MOSFET产品，峰值功率为240Kw（ET5为210Kw）。此外，从高效率角度来考虑部分企业也在探索辅驱用碳化硅MOSFET产品的可行性。

除电控产品外，部分企业在OBC和DCDC产品中也逐步采用碳化硅MOSFET产品，如欣锐科技已经在小三电（OBC产品）中采用该方案。

综合来看，仅电控产品来看碳化硅MOSFET在800V平台的应用确定性要强于400V平台，而对于小三电产品中，当下最大的制约因素为材料成本，短期替代性不强。

可见碳化硅陶瓷基板用于汽车逆变器等产品，具体更好的强度、导热性能、以及有效减少损耗，和漏电的风险等。需要做碳化硅陶瓷基板的汽车制造商可以找金瑞欣特种电路加工碳化硅陶瓷基板。

                                                                      以上内容来源：先进陶瓷在线