当前，汽车动力系统在发生三大变化，动力来源从内燃机演变为电动机，功率半导体材料从硅转向碳化硅，电压平台从400V升级到800V。跨入新能源汽车，为了满足大电流、高电压的需求，搭载的功率半导体也大幅提升，具体而言，碳化硅功率器件在新能源汽车中的应用场景包括：主驱逆变器、OBC（车载充电器）、快速充电桩，以及大功率DC/DC等。其中，碳化硅在800V主电机控制器应用是大势所趋。

碳化硅需求井喷式的爆发

从整个产业来看，随着新能源汽车、像光伏风能等新型发电以及5G通讯产业的市场发展，其中，新能源汽车市场发展得非常迅猛，也大大出乎了行业的预测。尤其是在最近这几年，对化合物半导体的市场需求出现了井喷式的爆发。

另外，随着市场应用爆发，以及碳化硅衬底和芯片技术的发展，2025年前后碳化硅成本会出现非常重大的变化，它会在许多中高端的市场上取代硅的功率器件，使得它的应用范围更加广泛。正是基于上面这些优势，碳化硅产业在最近一年多的时间里，引起行业的高度重视，并获得了迅猛的发展。

从电机到800V平台的新需求

新能源汽车续驶焦虑、充电焦虑、安全焦虑，都与三电系统密切相关。800V高电压平台的应用，可为破解这些难题提供新的解决方案，而其“顶梁柱”之一就是碳化硅功率芯片。

在SiC方面，第一个吃螃蟹的人是特斯拉。2018年，特斯拉在Model3中首次将IGBT模块换成了碳化硅模块。在相同功率等级下，碳化硅模块的封装尺寸明显小于硅模块，并且开关损耗降低了75%。而且，换算下来，采用SiC模块替代IGBT模块，其系统效率可以提高5%左右。

在新能源车上，碳化硅器件主要使用在主驱逆变器、OBC（车载充电机）、DC/DC车载电源转换器和大功率DCDC充电设备。800V平台或要求电机控制器应用的功率器件从硅基IGBT升级至SiCMOSFET，根据测试数据，SiC器件损耗显著低于IGBT，在常用的25%的负载下其损耗低于IGBT80%。

目前SiCMOSFET单管器件的价格仍为SiIGBT价格的3--5倍，短期成本相应上升。但碳化硅的应用将减少电机系统的功耗、提高功率密度，因此整体结构缩小、壳体线路布局优化，单电机的成本将有所下降。

因为当动力电池电压平台升级到800V，当前的OBC、DC/DC及PDU等电源产品都需要从400V等级提升至符合800V电压平台的应用，SiC器件由于其优异的特性也将开始大规模的应用。

除此之外，直流快充桩原本输出电压等级为400V,可直接给动力电池充电，但动力电池为800V后其电压不再能够继续充电，因此需要一一个额外的升压产品使400V电压能够上升到800V，进而给动力电池进行直流快充。

SiC成为新能源汽车最佳选择

作为第三代半导体的代表，SiC材料具有宽的禁带宽度，高的击穿电场、高的热导率、高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力，因而更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，因此在IGBT、MOSFET等功率半导体中应用尤为广泛，SiC成为实现新能源汽车最佳性能的理想选择。

相比于IGBT，SiC是更为先进的做控制器的电力电子芯片。虽然成本是IGBT的8－10倍，但SiC可以大幅度提高电机转速从而提升电机比功率。

在这一点上，特斯拉为追求行驶里程仅5％的提升，不惜以贵几倍的代价在业界率先全面采用SiC替代IGBT，Model3的控制器就是利用的SiC材料。比亚迪也宣布将在2023年全方位采用SiC替代，预计在2025年全面用SiC取代IGBT。