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对华关税涨至104%--碳化硅MOS国产替代正逢其时
来源: | 作者:张工 | 发布时间: 2025-04-16 | 55 次浏览 | 分享到:

202549日,华盛顿扔下一颗"经济核弹"——对华商品加征关税累计达104%。长期来看,关税政策加剧了全球供应链的不确定性,迫使国内新能源、电力电子等行业加速寻求本土化替代方案。碳化硅MOS作为第三代半导体的核心器件,其国产化进程在此背景下迎来关键窗口期。

近年来,国产碳化硅功率器件在技术、成本和供应链等方面实现了显著突破,尤其在当前国际贸易摩擦加剧的背景下,以爱仕特为代表的国产厂商展现出强劲的竞争力。无论是从核心技术、性价比、供应链稳定性及行业应用等维度国产与进口碳化硅的差异正在被缩小。

一、核心技术突破:从“追赶”到“局部领先” 

1、高压领域实现国产化突破

爱仕特于2024年推出全球首款量产3300V/60A碳化硅MOS,填补了国内高压大功率器件的空白。该产品采用第三代SiC芯片技术,导通电阻低至58mΩ,耐压能力达3300V,工作温度范围覆盖-55°C175°C,性能指标与国际头部厂商(如英飞凌、罗姆)同类产品相当,甚至在高温稳定性和抗干扰能力上更具优势。相比之下,进口产品虽在成熟度上仍有优势,但国产高压器件的突破显著缩小了技术差距。

2、高频与低损耗特性

爱仕特的D21系列碳化硅模块采用平面栅垂直结构和双面镀金工艺,开关速度比传统硅基IGBT提升30%以上,寄生电感低至2.5nH,显著降低了开关损耗。例如,在车载空调压缩机应用中,其轻载损耗较进口IGBT减少50%,系统能效提升5%-10%。而进口产品(如科锐的沟槽栅技术)虽在功率密度上略优,但工艺复杂、成本高昂。

3、封装技术创新

爱仕特采用高导热AlN陶瓷基板和紧凑型封装技术,模块体积较进口产品缩小40%,功率密度提升至国际领先水平。其三相桥D21模块支持30A电流,适配800V高压平台,为新能源汽车电驱系统提供了更轻量化的解决方案。

二、成本优势:国产替代的核心竞争力 

1、衬底与晶圆技术降本

国产厂商通过6英寸晶圆量产和8英寸技术攻关(如天岳先进的12英寸衬底突破),将衬底成本降低30%以上。爱仕特采用垂直整合(IDM)模式,从衬底到封测全链条自主可控,避免了进口衬底的高溢价。例如,其3300V MOS单片成本仅为进口同类产品的60%-70%

2、系统级成本优化

碳化硅器件的高效特性可减少外围元件需求。例如,爱仕特模块在光伏逆变器中应用时,被动元件成本降低50%,综合成本较进口硅基IGBT方案更低。此外,国产产品的价格倒挂现象(如1200V SiC MOSFET单价低于硅基IGBT)进一步增强了市场吸引力。

三、供应链稳定性与交期优势

1、本土化产能保障

2024年国内碳化硅产能同比增长40%以上,爱仕特在深圳坪山建成的车规级模块生产基地,月产能达10万片,交付周期缩短至2周以内,产品已出口欧洲和美国,涵盖新能源汽车、航空等客户。并且爱仕特正在扩建全自动模块工厂,目标年产量50-100万只 满足50万台车的使用需求。而进口品牌因国际物流和地缘政治因素,交期波动较大(通常需12周以上)。

2、抗风险能力突出

海外品牌受国际政治与供应链波动影响,交期不确定性增加。国产内厂商通过IDM模式减少供应链依赖,实现快速交付,2024年国内SiC产能提升,进一步巩固供应链安全。而国产IDM厂商又依托本土化产能,规避了进口芯片的断供风险。相比之下,进口产品因依赖海外晶圆厂,在产能紧张时易受影响。

四、应用场景拓展与市场认可度

1、新能源汽车领域

爱仕特的碳化硅已在比亚迪、蔚来等车企实现批量装车,应用于电驱系统和车载充电器(OBC),使车辆续航提升5%-10%,充电效率提高20%。其1200V模块在800V高压平台中的渗透率达30%,超越部分进口产品的市场表现。

2、工业与新能源领域

在光伏逆变器和储能系统中,爱仕特模块的转换效率达98.5%,较进口硅基方案提升3%,发电成本降低10%。此外,其1700V模块填补国内轨道交通高压应用空白,已在中车时代电气的牵引变流器中批量应用。

五、挑战与未来展望

尽管国产碳化硅在性能与成本上已取得突破,仍需解决以下问题:

车规级验证周期长:国产产品的长期可靠性数据积累不足,需加速车企联合测试;

高端市场份额偏低:国际厂商仍主导车规级高端市场,国产需进一步提升良率。

高端新能源车型率先导入SiC MOSFET,在电池容量不变下提升续航5%-10%3300V高压产品则瞄准轨道交通与智能电网,推动系统效率提升至98%以上。根据Yole预测,2024SiC在功率器件中渗透率仅9%,但国产厂商通过性价比优势正快速抢占市场。例如AST SiC650V器件已在光伏逆变器中实现成本低于进口IGBT方案,预计2025年新能源汽车SiC渗透率将达30%

美帝关税政策虽短期加剧贸易摩擦,却为国产碳化硅MOSFET提供了战略机遇。通过技术迭代与成本优化,国内厂商正从跟随者转向领跑者,未来有望在全球第三代半导体市场中占据主导地位。政策支持、市场需求与产业链协同将共同推动这一进程,实现电力电子行业的自主可控与产业升级。


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