向800V平台挺进！

随着汽车电动化及800V高压平台的大规模上车，碳化硅功率器件（SiC）将进入快速爆发期。

2021年以来，车企掀起了一轮大功率快充车型的发布热潮，有广汽埃安、吉利极氪、理想汽车、比亚迪、北汽极狐等车企陆续发布了搭载800V高电压平台的车型，其中不少都将量产时间定在了2022年。

实际上早在2019年，保时捷就在Taycan搭载了800V高压快充平台，也是最早搭载该技术的车企，曾一度成为新能源汽车发展的风向标。

2022年成为了800V高压平台“元年”，未来，这一技术将进入更多的新能源汽车，800V平台架构甚至将成为高压快充的重要解决方案，开启超高压快充时代。

在800V甚至更高水平的平台上，高压快充会涉及到车内电源到车外充电整个电路，具备耐高压、耐高温、高频等优势的碳化硅器件（SiC），无疑将成为硅基IGBT芯片最佳的替代方案！

随着电动车渗透率不断升高，以及整车架构朝800V高压方向迈进，预估2025年全球电动车市场对6英寸SiC晶圆需求可达169万片，未来几年SiC功率器件将随着汽车电动化及800V高压平台的大规模上车，进入快速爆发期。

未来，以SiC为核心的800V强电系统，将在主逆变器、电机驱动系统、DC-DC、车载充电器（OBC）以及非车载充电桩等领域迎来规模化发展。

碳化硅（SiC）这条“赛道”愈发呈现出欣欣向荣之势，不管是汽车产业链上游的芯片企业和一级零部件供应商，还是下游传统车企和造车新势力，都在疯狂押注碳化硅，合资建厂、扩大产能、签署供货协议等等消息接踵而至。如此疯狂的碳化硅半导体究竟有什么魔力，这就需要从其材料本身的性能来看。

碳化硅（SiC）是第三代半导体产业发展的重要基础材料，与Si相比，SiC在耐高压、耐高温、高频等方面具备碾压优势，是材料端革命性的突破。SiC击穿场强是Si的10倍，这意味着同样电压等级的SiC MOSFET外延层厚度只需要Si的十分之一，对应漂移区阻抗大大降低，且SiC禁带宽度（~3.2 eV）是Si的3倍，导电能力更强。SiC导热率为Si的4-5倍，电子饱和速度是Si的2-3倍，能够实现10倍的工作频率。

基于碳化硅的功率器件相较于硅基器件具有耐高压、耐高温、抗辐射、散热能力佳、更低的导通损耗和开关损耗、更高的开关频率、可减小模块体积等杰出特性，不仅可广泛用于电动汽车驱动系统、列车牵引设备、充电桩、开关电源、光伏逆变器、伺服电机、高压直流输电设备等民用场景，还可显著提升战斗机、战舰等军用系统装备的性能。

叠加“第三代半导体”在我国被赋予的战略意义，碳化硅产业发展直接被列入十四五规划，适合高功率和高频率应用场景，如储能、风电、光伏、轨道交通、新能源汽车等行业。

800V高压平台也有它的一些现实掣肘。800V 超充由于电压太高，充电模块采用 IGBT 损耗会太高，要换用 SiC。SiC的价格是 IGBT 的 2.5至3 倍左右，由于 SiC 的散热和耐热性能比 IGBT 更佳、损耗更低、体积也更小，会有部分的成本降低，综合下来，使用 SiC 充电模块替代Si-IGTB会使成本大约贵上 1.5到2 倍。

比起一般的充电桩，800V 超充造成的电压偏移情况也会严重很多，更容易电压越限。如果按照现有的配电系统基础设施，如果一整个城市全都是 800V 的超充站并且集中使用，最坏的预计结果可能会导致整个城市瞬间停电、各种电用设备烧毁。

这就和你在家里，同时使用十几个电吹风导致停电的概念差不多。立志要发展 800V 超充的车企当然知道这个问题的存在，它们一致提出了“配置储能”的解决方案，用储能化解对配电网的冲击。

由于 800V 超充要达到 360kW 甚至 480kW，电流要 450A 到 600A，不能像一般充电桩用风冷，势必要用液冷，成本也会上升。充电桩的采购成本会上升 1.8 倍左右，估摸约 0.63至0.72 元 / W。一个 360kW 超充的成本估算约为 23 万到 26 万之间。

中国储能的成本磷酸铁锂 1kWh 在 1000 - 1300 元之间、三元锂 1kWh 在 1200 - 1600 元之间，只需特斯拉储能系统的一半，而将来还会更便宜！储能变流器 PCS 的成本差异更大，1kW 的成本在 320 - 500 元之间，只有特斯拉 PCS 的 1/3 到 1/5。

以 1MWh 计算，PCS 选 500kW，每 kWh 一样用 2136 元，500kW / 1MWh 的成本约为 213.6 万元。结果是：储能集装箱比建超充站的成本还高。

中国现在超充配储能的比例不高，不过在美国很多超充站已经标配储能。以美国的 Electrify America 为例，拥有 350kW 大功率超充的站点，将配置一套特斯拉 350kWh、功率为 210kW（210kW/350kWh）的储能系统。

Electrify America 一套特斯拉储能系统，价格约 21 万美元，按 6.7 汇率计算约为 140 万人民币。跟中国比，还蛮贵的。

虽然可以利用充放电从电网辅助服务赚钱，但从上面的储能电站经济指标，能看到投资报酬率并不高。储能的成本绝非大家想象的低，超充站绝非大家想象的容易建设。

很多时候，车企的宣传带偏了 800V 平台的意义，似乎大功率超充能很快把电充满，解决充电慢就是 800V 平台的存在价值，车主充电不用等待就是最大诉求。显然，这么理解不立体！

800V 平台对新能源车辆而言，最大的意义是“降低能耗”！由于更高的电压，800V在同等功率下，电流只需 400V 的一半。发热量 = I?R，一半的电流，代表发热量只剩 1/4。

虽然电机效率很高，发热量本就不大，但相对应的散热器件，依然要占据空间；而现在发热量变得更小了，散热器件相对应也能减少。并且 800V 平台需要用到的 SiC 组件，其热导率和耐热值比 IGBT 好上许多，散热器件可以进一步减少。

也就是说，SiC 能将电机、电控的体积缩小到极致，腾挪出更多的空间，从而大幅提高汽车性能并优化整车架构，使新能源汽车具有更低的成本、更长的续航里程、更紧凑的空间设计以及更高的功率密度。

经过数十年的发展，硅基功率器件正在接近材料极限，要进一步提高其功率密度非常困难。比如目前市售电动车所搭载的功率半导体多数为硅基器件，采用Si IGBT技术的功率模块仍在电动汽车应用中占主导地位。

凭借着“耐高压”、“耐高温”、和“高频”的特点，车规级SiC功率器件主要应用于主驱逆变器、OBC、充电桩等场景，在主驱逆变器、OBC、DC-DC以及直流充电桩模块中，SiC MOSFET在高压系统中有望快速替代Si IGBT。

800V 平台将有着更好的能源使用效率、更轻的重量，带来续航里程的增加，为车主带来实惠。