小鹏汽车与芯联集成(Silicon Integration)联合宣布,双方合作开发的国内首个混合碳化硅(Hybrid SiC)功率模块产品已成功实现量产。这一重大技术突破,不仅标志着我国在新能源汽车核心电驱功率半导体领域实现了自主创新与产业化的重要跨越,也为下一代高性能电动汽车的动力系统树立了新的技术标杆。
技术背景与联合开发的战略意义
碳化硅(SiC)作为第三代宽禁带半导体材料的代表,以其高击穿电场、高热导率、高电子饱和漂移速率等优异特性,成为提升电动汽车电驱系统效率、功率密度和续航里程的关键材料。传统的全碳化硅模块虽然性能卓越,但成本较高。而混合碳化硅技术,通过将碳化硅MOSFET与优化设计的硅基IGBT或二极管进行创新性结合,能够在显著提升系统效率(尤其是在高频、高压工作条件下)的有效控制整体成本,实现性能与成本的最佳平衡。
小鹏汽车作为国内智能电动汽车的领军企业,一直致力于通过自研和深度供应链合作,打造技术护城河。芯联集成则是国内领先的汽车功率半导体及模组解决方案供应商。此次强强联合,旨在共同攻克车规级高性能、高可靠性混合碳化硅模组的设计、制造与封测难关,旨在缩短开发周期,加速技术落地,并确保供应链的自主可控。这对于降低对海外高端功率半导体产品的依赖,提升中国新能源汽车产业链的整体竞争力具有深远的战略意义。
量产产品的技术特点与优势
此次实现量产的混合碳化硅功率模块,主要应用于电动汽车的主驱逆变器。它融合了多项创新技术:
- 芯片级创新设计:模块内部采用了芯联集成自主设计的碳化硅MOSFET芯片,与经过特殊优化、适用于高频开关的硅基IGBT或快恢复二极管芯片协同工作。这种混合拓扑结构,在车辆中低速巡航(硅基器件高效区)和急加速、高速运行(碳化硅器件高效区)等不同工况下,都能实现系统效率的最优分布。
- 先进的封装工艺:产品采用了低电感、高散热能力的模块封装技术,如双面烧结、银烧结或AMB活性金属钎焊基板等,确保了模块在高功率密度下工作的可靠性与长期稳定性,完全满足严苛的汽车级质量与寿命要求。
- 显著的性能提升:相比传统纯硅IGBT模块,该混合碳化硅模块能将电驱系统的综合效率提升数个百分比,这意味着在同等电池容量下,车辆续航里程有望得到切实增加。其更高的工作结温和开关频率,有助于电驱系统实现小型化、轻量化,为整车布局释放更多空间。
- 优化的成本结构:通过在部分对成本敏感但对效率提升边际效益较低的区域使用高性能硅基器件,该方案在获得大部分碳化硅技术红利的实现了比全碳化硅方案更优的成本控制,加速了先进技术在主流车型上的普及应用。
对行业的影响与未来展望
小鹏汽车与芯联集成此番合作成果的量产,为国内新能源汽车产业注入了一剂“强心针”。它证明了国内企业完全有能力在高端功率半导体这一核心赛道上实现从设计、制造到应用的全链条突破。
对于小鹏汽车而言,自研或深度定制的核心三电部件,是其打造差异化产品体验、保持技术领先优势的关键一环。搭载此混合碳化硅模块的新一代电驱平台,将为其后续车型在动力性、能耗和续航方面带来更具竞争力的表现。
对于整个产业链,此举将起到良好的示范和带动效应,有望推动更多整车厂与半导体企业开展类似的前瞻性合作,共同促进碳化硅及相关混合技术在国内的研发投入、产能建设和生态成熟。随着技术的不断迭代和规模效应的显现,预计未来将有更多价位段的电动汽车能够受益于这项先进技术,从而整体推动中国乃至全球电动汽车向更高效、更节能的方向快速发展。
国内首个混合碳化硅产品的量产,不仅是一个技术里程碑,更是中国新能源汽车产业链协同创新、迈向价值链高端的重要标志。它预示着在电动化与智能化的浪潮中,中国力量正以前所未有的速度和深度,重塑全球汽车产业的核心技术格局。