在全球科技竞争愈发激烈的背景下，半导体技术正逐渐成为衡量一个国家科技实力的核心指标。中国，作为全球最大的半导体市场之一，正在全力推进半导体技术的国产化进程，以增强其在全球科技版图中的战略地位。2024年7月19日，在深圳坪山新能源汽车产业园举办的新能源汽车电子行业高质量发展主题沙龙上，中国出海半导体总编陈路见证了成都蓉矽半导体销售总监余磊先生的一场主题演讲。余磊先生的发言聚焦于碳化硅（SiC）器件在光伏新能源及新能源汽车领域的应用现状与未来前景，深入分析了中国在这一关键领域的机遇与挑战。
碳化硅器件：新能源领域的明星材料
碳化硅（SiC）作为第三代半导体材料，近年来在全球范围内引起了广泛关注。与传统硅材料相比，碳化硅具备更高的电子迁移率、更强的热导率，以及在高温和高频条件下的卓越性能。这些特性使得碳化硅器件能够在更加严苛的工作环境中保持优异的稳定性和效率，尤其适用于新能源汽车和光伏系统等新能源领域。
余磊先生详细阐述了碳化硅器件在新能源领域的技术优势。他指出，碳化硅器件的电子迁移率是传统硅材料的三倍，而其热导率也远超传统硅材料，使其能够在高温环境下保持高效稳定的工作状态。此外，碳化硅器件能够在更高频率下运行，这为其在高效能电力转换系统中的应用奠定了坚实基础。这些优势使得碳化硅器件在新能源汽车的电驱动系统和光伏逆变器等关键领域中展现出巨大的应用潜力。
图：成都蓉矽半导体销售总监余磊先生的主题演讲：碳化硅（SiC）器件在光伏新能源及新能源汽车领域的应用现状与未来前景
新能源汽车市场的蓬勃发展
中国的新能源汽车市场正经历着前所未有的快速增长。根据中国汽车工业协会的统计数据，2023年中国新能源汽车销量预计将超过500万辆，这一惊人数字背后是对高性能半导体器件的迫切需求。余磊先生在演讲中提到，碳化硅器件的应用能够显著提升电动汽车的整车性能，尤其是在电驱动系统中的应用，能够极大地提升车辆的能效和续航能力。
碳化硅器件的引入还能够显著降低功率损耗。余磊先生举例说明，传统的IGBT模块在电驱系统中开关损耗较大，而碳化硅器件的开关损耗相比之下可降低75%。这使得新能源汽车的整体能效提升了约3%，最高效率可达99%。此外，采用碳化硅器件的新能源汽车电驱动系统可以在同等条件下增加约10%的续航里程，这对电动汽车的市场竞争力提升意义重大。
光伏产业的高效率追求
光伏产业是碳化硅器件的另一个重要应用领域。随着全球对清洁能源的需求不断增加，光伏发电成为了许多国家实现能源转型的关键手段。光伏系统的核心在于其功率器件的效率和可靠性，而碳化硅器件的高效能和高可靠性正是其在光伏逆变器中应用的最大优势。
余磊先生强调，光伏系统中的功率器件需要全天候24小时连续工作，这比新能源汽车中器件的工作条件更为苛刻。因此，光伏系统对功率器件的可靠性要求更高。碳化硅器件能够在光伏逆变器中显著提高系统的转换效率，降低能耗，最终实现光伏发电的低成本、高效率目标。根据市场数据，光伏系统中使用碳化硅器件后，整体系统的能量损失减少了50%以上，同时磁性元器件的体积降低了70%，为光伏行业带来了显著的技术进步。
