碳化硅较硅基具备耐高压、耐高温和高频三大优势◼ SiC MOSFET较IGBT具备耐高压、耐高温和高频三大优势。(1)碳化硅具有3倍于硅的禁带宽度,使得SiC更耐高压,相同规格的碳化硅MOSFET较IGBT的总能量损耗可减低73%。(2)碳化硅较硅拥有更高热导率,散热容易极限工作温度更高,可有效降低汽车系统中散热器的体积和成本。(3)SiC材料较高电子漂移速度使其具有更高的频率,在相同功率等级中, SiC 器件的体积可以 缩小至 1/2 甚至更低。◼ 碳化硅器件在新能源汽车上的应用主要包括主逆变器、电源转换系统(车载DC/DC)、电动汽车车载充电系统(OBC)。根据ST,在10kHz工作频率和800V架构的情况下,对于一个210kW的逆变器,若采用全 SiC MOSFET方案替代原先IGBT及二极管方案,总功率器件体积可缩小5倍,开关损耗和总损耗分别缩小为原来的3.9/1.9倍。根据Wolfspeed 的研究,由于SiC器件的性能可减少DC/DC模块中所需大量的栅极驱动和磁性元件,虽然SiC基功率器件相比单个Si基二极管的成本更高,但整体全SiC方案的OBC成本可节约 15%左右。根据丰田官网,丰田预测SiC MOSFET的应用有助于提升电动车的续航里程约5%-10%。图表236:碳化硅三大特性图表237:碳化硅在汽车上的应用耐高压耐高温高频率相同电压下能减小器件尺寸,并降低器件导通损耗SiC的导热性是Si的三倍,可以在更高的温度下工作SiC的电子漂移速度是Si的两倍,降低能量损耗并减小器件尺寸资料来源:汽车电子设计,中国电子报、电子信息产业网,中邮证券研究所请参阅附注免责声明163