碳化硅(SiC)作為第三代半導體材料的代表,因其高導熱、高擊穿電壓和高開關頻率等優異特性,被視為提升新能源汽車性能、降低能耗的關鍵技術,但高昂的成本卻一直制約著SiC大規模普及,如何讓SiC從高端旗艦下放至主流車型、主流光儲逆變器,成為行業共同命題。
近日,小鵬汽車與芯聯集成聯合宣布國內首個混合碳化硅(Hybrid-SiC)產品實現量產,為降低SiC成本開辟了新路徑,也為行業提供了“高性能+低成本”的創新解決方案,有望加速SiC技術在多領域的規模化應用。
小鵬汽車+芯聯集成的深度聯合開發模式,不僅印證了本土SiC產業鏈已經具備比肩甚至趕超國際供應商的實力,還為SiC產業的創新應用樹立了新典范。
SiC潛力凸顯:高成本與快迭代倒逼技術創新
作為新能源汽車中繼動力電池之后的第二大核心部件,功率器件占整車成本約7%~10%(按傳統Si基IGBT方案測算)。其中SiC在新能源車800V高壓平臺、快充系統和電驅系統中優勢明顯,可實現更低的能量損耗和更長的續航里程,被認為是新能源汽車的最佳功率器件選擇。
根據集微咨詢(JW Insights)數據,2023年中國SiC器件市場規模已達約130億元,其中新能源汽車領域規模最高,達88.4億元。預計到2028年,整體SiC器件市場規模將突破400億元,年復合增長率超過20%。
然而,SiC器件的成本目前仍是傳統Si基IGBT的2倍以上,市場預計,未來3年內,SiC成本仍難以與Si基IGBT成本持平。與此同時,新能源汽車價格競爭日趨激烈,主機廠對電驅系統成本極為敏感。加之新車開發周期已縮短至1年左右,行業亟需更高性能、更低成本的功率器件方案,這既是技術創新的需要,也是降本的需求。
在此背景下,國內領先的一站式系統芯片代工解決方案供應商芯聯集成與造車新勢力代表小鵬汽車強強聯合,共同探索“高性能+低成本”功率器件技術。
資料顯示,芯聯集成是國內半導體產業的中堅力量,擁有國內規模最大的MEMS晶圓代工廠,也是中國最大的車規級IGBT生產基地之一。在SiC領域,芯聯集成擁有先進的技術和卓越的產品性能,已達到國際先進水平。公司通過持續的研發投入,建立了從研發到大規模量產的全流程車規級質量管理體系,產品廣泛應用于新能源汽車的核心領域。
2025年上半年,芯聯集成建設的國內首條8英寸SiC MOSFET產線已實現批量生產,關鍵性能指標業界領先。芯聯集成在半導體制造領域的深厚積淀和強大的量產能力,為混合SiC產品的成功開發和大規模生產提供了堅實保障。
小鵬汽車是中國領先的智能電動汽車制造商,2025年1-7月累計交付新車23.39萬輛,同比增長270%;截至2025年7月,小鵬汽車累計交付量已突破80萬輛,未來仍將保持快速增長趨勢。
小鵬汽車在電動化和智能化領域積累了深厚的技術實力,不僅自研圖靈AI芯片,同時對電驅系統的性能指標和可靠性要求有著深刻理解。
基于各自優勢與需求,芯聯集成與小鵬汽車達成了合作,且并非簡單的“采購-供應”關系,而是從需求定義階段就深度參與的聯合開發(Co-Development)模式,共同探索“高性能+低成本”創新方案。
混合方案:高性能與低成本可兼得
功率模塊中Si和SiC的主要區別之一是SiC具有更高的導熱系數、擊穿電壓和開關速度,使其效率更高,但也比Si基功率模塊更昂貴。芯聯集成與小鵬汽車在聯合開發中發現,通過混合方案,在不犧牲性能的前提下,能有效降低SiC芯片的用量。這一創新方案不僅大幅降低了芯片成本,還顯著提升了功率密度,為新能源汽車的高效運行提供了有力保障。
混合SiC技術,顧名思義,是在電路中同時使用Si基器件(如IGBT)和SiC器件(如SiC MOSFET),通過巧妙的電路設計和控制算法,實現系統性能與成本的最優平衡。
與純Si方案相比,混合SiC保留了SiC在高頻、高壓下的效率優勢,尤其在800V平臺中能顯著降低導通損耗,提升續航里程。
與純SiC方案相比,混合方案通過減少SiC芯片的用量,成本逼近傳統Si基IGBT方案,同時克服了純SiC在某些工況下的應用局限性。
當然,混合方案也面臨技術挑戰:既要解決Si與SiC器件之間的驅動兼容和工作同步問題,還要在封裝工藝上實現更優的散熱和電氣連接性能。
芯聯集成憑借其豐富的功率器件開發經驗和多工藝平臺能力,與小鵬汽車聯合開發,成功攻克這些技術難題,通過并行開發、同步驗證,項目周期大幅縮短,成為行業首個從設計到整車量產閉環的混合SiC案例。
混合SiC技術的出現,為SiC的進一步普及帶來了曙光。在新能源汽車領域,隨著行業對成本控制和性能提升的持續追求,混合SiC技術有望得到更廣泛的應用。相較于純SiC芯片方案,混合SiC方案最大的優勢就在于成本控制。通過減少SiC的用量,降低了芯片成本,使得SiC技術能夠在更多車型中得以應用,加速了SiC從高端車型向中低端車型的滲透。
除了小鵬汽車,吉利汽車、比亞迪、長安汽車等主機廠,星驅科技、舍佛勒、采埃孚、匯川技術等Tier 1也已在實踐混碳電控技術方案上車。隨著越來越多車企/電控方案商跟進類似的技術方案,混合碳化硅在新能源汽車主驅系統中的滲透率預計將逐步提高,這為芯聯集成打開了更寬廣的潛在市場,更多車企也將在新的高性能、高性價比方案下實現更強的產品競爭力,共同推進新能源汽車產業百花齊放。
同時在光伏、風電、儲能系統、數據中心電源系統等領域,混合SiC技術同樣具有廣闊的應用前景。這些領域對功率器件的性能和成本也有著極高的要求,混合SiC技術有望成為提升能源轉換效率、降低系統成本的共性關鍵技術,有助于提升企業的競爭力,推動行業的可持續發展。
以小鵬汽車為例,在汽車銷量持續增長以及混合SiC等高性價比技術的加持下,小鵬汽車預計2025年Q4首度實現利潤轉正,該公司也表示未來將在超級電動車型、純電車型中繼續采用混合SiC方案。
強強聯合:樹立技術創新與產業協同典范
在國內首個混合SiC產品量產項目中,小鵬汽車負責設計開發,精準把握混合SiC技術在汽車應用中的需求和方向,為技術的研發和應用提供明確的目標和場景;芯聯集成憑借其在Si基IGBT和SiC領域的雙重經驗,負責功率芯片開發制造以及封裝工藝開發、導入及生產制造。
芯聯集成和小鵬汽車的深度技術合作,其“需求共創、工藝共建、標準共用”為半導體企業與整車廠之間的合作樹立了典范。這種合作模式打破了傳統的上下游供應關系,實現了從產品定義階段就開始的深度協同創新,正成為中國汽車產業競爭力的新來源。這種模式不僅有利于技術快速迭代,也更貼合市場需求。此次合作也彰顯了中國新能源汽車產業鏈正在從“單點突破”走向“系統協同”。
對于芯聯集成而言,與小鵬汽車的合作使其能夠深入了解整車廠的實際需求,從而更有針對性地進行技術研發和產品優化,進一步提升產品的市場競爭力,拓展市場空間,鞏固其在車規級芯片領域的領先地位。
對于小鵬汽車來說,與芯聯集成這樣的半導體企業合作,能夠獲得更先進、更符合自身需求的功率器件解決方案,提升車輛的性能和續航能力,增強產品的市場競爭力。通過合作,小鵬汽車還能夠在技術研發上實現資源共享,降低研發成本和風險,加速技術創新的進程。
混合SiC的量產,為SiC技術的規模化普及提供了可行路徑。它緩解了主機廠對成本壓力的焦慮,讓更多級別的車型也能享受到SiC技術帶來的性能提升。
在新能源行業面臨成本壓力和技術升級需求的當下,芯聯集成與小鵬汽車聯合推出的混合SiC產品為行業帶來了新的希望,而芯聯集成與整車廠的深度技術合作模式也將為行業發展注入新的活力,引領新能源產業邁向更高質量的發展階段。
展望寄語:健全生態引領普惠未來
用“日新月異”來形容當下新能源汽車產業的技術變革一點都不為過,方案創新、技術迭代空前頻繁,其中降本需求最為迫切,既是企業提升競爭力的需要,也是消費者的訴求,產業鏈為此一直在孜孜不倦地創新降本。
對新一代功率器件SiC領域,國內外方案商更是使出渾身解數,采用更大尺寸的襯底/外延片、工藝革新、性能極致調優是重要方式,但這還無法滿足持續降本需求,上下游產業鏈合作等模式、混合SiC等創新方案也于近年普遍起來。
其中,國際大廠憑借先發優勢,率先探索混合SiC方案,國內車企也在積極跟進當中。
此次芯聯集成+小鵬汽車率先在國內量產混合SiC產品,不僅是一場技術突破,更是一次產業協作模式的創新,證明了中國企業已經具備比肩國際大廠的實力,有能力在核心技術領域持續創新突破、走出一條屬于自己的路——這條路,既通往性能巔峰,也通往普惠未來。
相比國際大廠,本土SiC產業鏈已相對健全和成熟,基本形成技術、材料、市場的完整生態布局,具備極強的生態協同效應,在技術協同、售后支持、成本控制等方面均具備國際大廠無可比擬的優勢。接下來,在終端需求與供應鏈創新的雙輪驅動下,中國SiC產業將繼續通過技術與商業模式的融合創新,推動整個新能源行業向高效、低碳、低成本方向發展。
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