電子發燒友網報道(文/梁浩斌)近日理想汽車在招聘信息中披露,公司在新加坡成立功率器件研發辦公室,目前公開四個技術崗,包括SiC功率模塊失效分析/物理分析專家、SiC功率模塊工藝專家、SiC功率模塊電氣設計專家和SiC功率模塊設計專家。
這也意味著理想正在籌備自研碳化硅功率模塊,未來或可能建立功率模塊封測產線。
電動汽車時代,功率模塊和碳化硅地位越來越高
電動汽車與燃油汽車的成本結構產生了很大差異,在電動汽車中,電池成本占比最高,達到40%-50%,而電驅動系統占到全車成本15%-20%。其中功率模塊就占到驅動系統一半左右的成本,如果功率模塊從IGBT換成SiC模塊,成本還會繼續提升。
功率模塊是由多個功率單管比如IGBT、MOSFET等按照不同的需求,通過特殊的封裝將多個單管組成整體的模塊。由于整合了驅動電路等,功率模塊在高壓、大電流場景應用的同時,還能夠簡化外部電路,在電動汽車主驅逆變器等方面起到重要作用。
理想汽車在近期的廣州車展上展示了旗下首款純電車型理想MEGA,采用了800V高壓平臺以及SiC模塊,實現5C快充,峰值充電功率超過500kW。在未來的800V平臺中,SiC器件在高壓大電流場景中的效率優勢,將會使得SiC功率模塊將會成為800V車型中不可或缺的部分。
實際上理想汽車去年3月還與三安半導體共同成立了蘇州斯科半導體,主要面向功率半導體的研發和生產。根據理想汽車官方公布的消息,去年8月理想汽車位于江蘇蘇州高新區的功率半導體研發及生產基地就已經正式啟動建設,該生產基地未來將主要專注SiC功率模塊的研發和生產。
理想汽車當時表示,預計該生產基地2022年內竣工后進入設備安裝和調試階段,2023年上半年啟動樣品試制,2024年正式投產后預計產能將逐步提升并最終達到240萬只碳化硅半橋功率模塊的年生產能力。
面對2024年800V平臺上量,以及旗下首款純電車型上市,理想早已做好準備。
投資功率模塊更有性價比
在近幾年車企投資芯片的熱潮中,除了自動駕駛芯片、MCU等邏輯IC之外,最火爆的當然也是功率芯片,包括SiC MOSFET、IGBT等等。從電子發燒友對2022年的車企投資統計中,對碳化硅器件以及功率模塊的投資數量占比接近30%,足以說明車企對其的重視程度。
其中又以功率模塊自研居多,因為功率模塊性能很大程度上取決于封裝和散熱,目前還存在較大的創新空間,而IGBT、MOSFET等實際上改進的空間相對較小,同時在車規SiC MOSFET方面,目前能夠應用到電動汽車主驅逆變器的產品基本上是海外大廠供應。
這又關系到車規認證以及在汽車上使用的可靠性驗證,國內廠商雖然在今年也有不少SiC MOSFET產品通過車規認證,但真正用到汽車主驅上,還需要經過車企長時間的驗證可靠性以及新車導入周期,這對于車企而言自研的周期明顯也過長了。且國內SiC MOSFET領域的供應商較多,對國內新勢力車企而言顯得沒有太大的自研必要。
因此車企投資功率模塊,無論是打出功率模塊封裝散熱上的技術差異化,還是降低供應成本,都有立竿見影的效果。就像理想汽車投資的功率模塊產線,2022年內竣工后,經過一年多時間的試制和測試,2024年就能正式投產,整體投資周期相比單純的功率芯片更短。
在理想之外,其他車企也在持續布局功率模塊,早在2021年,蔚來就宣布將建設一條SiC功率模塊工藝試驗線;長城汽車近期宣布自主研發的IGBT功率模塊成功實現量產;而更早前的比亞迪半導體,就已經從功率芯片、功率模塊上實現自研自產,甚至對外供貨。
更多的車企則傾向通過投資來完成功率模塊的布局。2021年12月,上汽旗下的上汽資本投資SiC功率模塊供應商積塔半導體;2019年東風汽車與株洲中車時代半導體合資組建智新半導體,建設功率模塊封測產線;沃爾沃汽車今年9月投資了功率模塊和電動汽車驅動方案供應商臻驅科技,吉利汽車則孵化了晶能微電子以及與芯聚能合資成立了芯粵能半導體,在功率芯片以及功率模塊上進行布局。
小結:
電動汽車時代,功率模塊幾乎相當于傳統燃油車中的“變速器”,作為核心零部件之一的功率模塊,將會越來越受到車企重視。
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