作為第三代半導體產業發展的重要基礎材料，碳化硅MOSFET具有更高的開關頻率和使用溫度，能夠減小電感、電容、濾波器和變壓器等組件的尺寸，提高系統電力轉換效率，并且降低對熱循環的散熱要求。在電力電子系統中，應用碳化硅MOSFET器件替代傳統硅IGBT器件，可以實現更低的開關和導通損耗，同時具有更高的阻斷電壓和雪崩能力，顯著提升系統效率及功率密度，從而降低系統綜合成本。
圖：SiC/Si器件效率對比
一、行業典型應用
碳化硅MOSFET的主要應用領域包括：充電樁電源模塊、光伏逆變器、光儲一體機、新能源汽車空調、新能源汽車OBC、工業電源、電機驅動等。
1. 充電樁電源模塊
與下游數量較多的充電樁制造商和運營商不同，目前充電模塊行業玩家數量有限。歷經過去幾年的激烈競爭，行業逐漸出清。目前主流企業僅10家左右，包括特來電、盛弘股份、科華恒盛等為代表的自產自用型；以及英飛源、優優綠能、星源博睿、英可瑞等為代表的外供型兩類。
隨著新能源汽車800V平臺的出現，主流充電模塊也從之前主流的15、20kW向30、40kW發展，輸出電壓范圍300Vdc-1000Vdc，并且具備雙向充電功能，以達到V2G/V2H等技術要求。因此，越來越多充電模塊企業開始采用SiC MOS方案。
圖：新能源充電樁中SiC的應用
2. 光伏逆變器
在全球可再生能源的大力發展以及“雙碳”戰略目標的推動下，全球光伏產業迅速擴張，光伏逆變器市場整體也呈現高速發展趨勢。根據海關總署數據，從出貨情況來看，2023逆變器累計出口99.54億美元，同比+11%。
經過多年的市場競爭，當前我國光伏逆變器行業已經形成較為集中、整體競爭較為充分的格局。同時，國內知名逆變器品牌仍保持快速增長，出貨量及全球市場占有率也在穩步提升。數據顯示，2022年全球光伏逆變器供應商出貨量市場排名前五的企業是：陽光電源、華為、古瑞瓦特、錦浪科技和SMA。而在研究機構BNEF公布的“全球最具融資價值光伏逆變器品牌”前十名榜單中，也有6家中國逆變器企業入圍，其中，正泰電源、華為、陽光電源居于前三，錦浪、特變電工、固德威也位列其中。
圖：光伏逆變器中SiC的應用
3. 光儲一體機
光儲一體機采用電力電子控制技術，通過智能控制實現能量轉移，協調控制光伏與儲能電池，平抑功率波動，并通過儲能變流技術輸出滿足標準要求的交流電能向負載供電，滿足用戶側多場景應用，廣泛應用于離網光伏電站、分布式后備電源、儲能電站等場合。國內光儲一體機生產企業主要有：科陸電氣、盛弘股份、興儲世紀、時代能創、精石電氣、錦宇新能源、智源新能、采日能源、華自科技、邦照電氣等。
圖：光儲一體機中SiC的應用
4. 新能源汽車空調
隨著800V平臺在新能源汽車上的興起，在汽車空調壓縮機控制器方案中，SiC MOS憑借其高壓高效、貼片封裝體積小等優勢，成為市場首選。行業頭部客戶如弗迪科技、翰昂、華域三電、蘇州中成、奧特佳、海立、威靈、上海光裕、重慶超力等。
圖：新能源汽車空調中SiC的應用
5. 大功率OBC
三相OBC電路中SiC MOS應用更高的開關頻率，可以減小磁性元器件體積和重量，提高效率和功率密度，同時高系統母線電壓，大大減少功率器件數量，便于電路設計，提高可靠性。
圖：大功率OBC中SiC的應用
6. 工業電源
工業電源主要應用于如醫療電源、激光電源、逆變焊機、大功率DC-DC電源、軌道牽引機等，需要高壓、高頻、高效率的應用場景。
二、競爭格局
調研機構Yole報告顯示，由于SiC MOS晶圓的產能限制，頭部SiC品牌如意法半導體（ST）、英飛凌科技（Infineon）、Onsemi、Wolfspeed和Rohm主力出貨市場都集中在新能源汽車行業， 包括電驅、OBC和 DC/DC， 新能源汽車市場在2022年占據功率SiC市場份額的70%，到2028年，預測這一比例將增長至74%。
圖：SiC主要應用市場及占比
在國產碳化硅功率器件企業中，基本半導體依托強大的技術團隊，以及在車規級SiC模塊產品積累的豐富經驗，研發推出的第二代SiC MOS在光伏儲能、充電樁、工業電源、新能源汽車等領域都有量產出貨，廣受市場歡迎。
深圳基本半導體有限公司是中國第三代半導體創新企業，專業從事碳化硅功率器件的研發與產業化，研發覆蓋碳化硅功率半導體的芯片設計、晶圓制造、封裝測試、驅動應用等產業鏈關鍵環節。核心產品包括碳化硅二極管和MOSFET芯片、汽車級及工業級碳化硅功率模塊、功率器件驅動器及門極驅動芯片等，性能達到國際先進水平。公司在深圳投產6英寸碳化硅芯片產線、無錫投產汽車級碳化硅功率模塊專用產線；自主研發的汽車級碳化硅功率模塊已收獲了近20家整車廠和Tier1電控客戶的30多個車型定點，成為國內第一批碳化硅模塊量產上車的頭部企業；采用自研芯片的碳化硅功率器件已累計出貨數千萬顆，服務于光伏儲能、電動汽車、軌道交通、工業控制、智能電網等領域的全球數百家客戶。
三、產品選型表
基本半導體第二代碳化硅MOSFET系列產品基于6英寸晶圓平臺開發，比上一代產品在比導通電阻、開關損耗以及可靠性等方面表現更為出色。
圖：碳化硅MOSFET
圖：基本半導體SiC MOSFET產品選型表
四、總結
作為亞太區領先的電子元器件授權代理商Excelpoint世健旗下的全資子公司, Synergy世輝電子繼承了良好的技術基因, 能提供一站式的器件硬件支持, 同時也在培養自己的軟件工程師,后續還將提供高速電機的軟件測試支持, 助力客戶建立自主可控的應用開發能力,并縮短項目周期,在激烈的市場中早日占領高地。
關于世輝——世健旗下公司，助力“中國芯”發展
世輝電子（Synergy Electronics）于2019年成立香港和深圳公司，是世健系統（香港）有限公司旗下的全資子公司。作為一家具有創新力與活力的專業電子元器件分銷商和解決方案供應商，世輝設有AIoT（人工智能+物聯網）、PNE（電源與新能源）和Lighting（照明）三大事業部，團隊成員均具有豐富的行業經驗，可以為來自物聯網通訊、安全、智能終端、電源、智慧能源、LED照明及智能照明等多個領域的客戶，提供高品質的產品與強大的技術支持。
“芯”系中國，擁抱亞洲。世輝致力成為供應商和制造商溝通的橋梁，以熱誠和專業擁抱中國市場，為原廠和客戶提供最優質的服務。依托于世健在東南亞等海外地區的優質客戶群體、成熟且廣闊的銷售網絡，以及三十多年的深厚市場經驗，世輝可以幫助“中國芯”積極走出國門，開拓出更廣闊的市場天地，為“中國芯”的發展及成長奉獻自身的一份力量。
