小鵬汽車與芯聯集成(Silicon Integration)聯合宣布,雙方合作開發的國內首個混合碳化硅(Hybrid SiC)功率模塊產品已成功實現量產。這一重大技術突破,不僅標志著我國在新能源汽車核心電驅功率半導體領域實現了自主創新與產業化的重要跨越,也為下一代高性能電動汽車的動力系統樹立了新的技術標桿。
技術背景與聯合開發的戰略意義
碳化硅(SiC)作為第三代寬禁帶半導體材料的代表,以其高擊穿電場、高熱導率、高電子飽和漂移速率等優異特性,成為提升電動汽車電驅系統效率、功率密度和續航里程的關鍵材料。傳統的全碳化硅模塊雖然性能卓越,但成本較高。而混合碳化硅技術,通過將碳化硅MOSFET與優化設計的硅基IGBT或二極管進行創新性結合,能夠在顯著提升系統效率(尤其是在高頻、高壓工作條件下)的有效控制整體成本,實現性能與成本的最佳平衡。
小鵬汽車作為國內智能電動汽車的領軍企業,一直致力于通過自研和深度供應鏈合作,打造技術護城河。芯聯集成則是國內領先的汽車功率半導體及模組解決方案供應商。此次強強聯合,旨在共同攻克車規級高性能、高可靠性混合碳化硅模組的設計、制造與封測難關,旨在縮短開發周期,加速技術落地,并確保供應鏈的自主可控。這對于降低對海外高端功率半導體產品的依賴,提升中國新能源汽車產業鏈的整體競爭力具有深遠的戰略意義。
量產產品的技術特點與優勢
此次實現量產的混合碳化硅功率模塊,主要應用于電動汽車的主驅逆變器。它融合了多項創新技術:
- 芯片級創新設計:模塊內部采用了芯聯集成自主設計的碳化硅MOSFET芯片,與經過特殊優化、適用于高頻開關的硅基IGBT或快恢復二極管芯片協同工作。這種混合拓撲結構,在車輛中低速巡航(硅基器件高效區)和急加速、高速運行(碳化硅器件高效區)等不同工況下,都能實現系統效率的最優分布。
- 先進的封裝工藝:產品采用了低電感、高散熱能力的模塊封裝技術,如雙面燒結、銀燒結或AMB活性金屬釬焊基板等,確保了模塊在高功率密度下工作的可靠性與長期穩定性,完全滿足嚴苛的汽車級質量與壽命要求。
- 顯著的性能提升:相比傳統純硅IGBT模塊,該混合碳化硅模塊能將電驅系統的綜合效率提升數個百分比,這意味著在同等電池容量下,車輛續航里程有望得到切實增加。其更高的工作結溫和開關頻率,有助于電驅系統實現小型化、輕量化,為整車布局釋放更多空間。
- 優化的成本結構:通過在部分對成本敏感但對效率提升邊際效益較低的區域使用高性能硅基器件,該方案在獲得大部分碳化硅技術紅利的實現了比全碳化硅方案更優的成本控制,加速了先進技術在主流車型上的普及應用。
對行業的影響與未來展望
小鵬汽車與芯聯集成此番合作成果的量產,為國內新能源汽車產業注入了一劑“強心針”。它證明了國內企業完全有能力在高端功率半導體這一核心賽道上實現從設計、制造到應用的全鏈條突破。
對于小鵬汽車而言,自研或深度定制的核心三電部件,是其打造差異化產品體驗、保持技術領先優勢的關鍵一環。搭載此混合碳化硅模塊的新一代電驅平臺,將為其后續車型在動力性、能耗和續航方面帶來更具競爭力的表現。
對于整個產業鏈,此舉將起到良好的示范和帶動效應,有望推動更多整車廠與半導體企業開展類似的前瞻性合作,共同促進碳化硅及相關混合技術在國內的研發投入、產能建設和生態成熟。隨著技術的不斷迭代和規模效應的顯現,預計未來將有更多價位段的電動汽車能夠受益于這項先進技術,從而整體推動中國乃至全球電動汽車向更高效、更節能的方向快速發展。
國內首個混合碳化硅產品的量產,不僅是一個技術里程碑,更是中國新能源汽車產業鏈協同創新、邁向價值鏈高端的重要標志。它預示著在電動化與智能化的浪潮中,中國力量正以前所未有的速度和深度,重塑全球汽車產業的核心技術格局。