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飞锃半导体:SiC 功率器件重塑新能源格局的核芯技术解决方案
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随着碳化硅功率器件在新能源汽车高压平台中日益成为关键驱动技术,2025 年 11 月 19 日,飞锃半导体(上海)有限公司产品市场副总监倪选伟在第六届汽车高压及驱动系统大会上表示,飞锃半导体依托华大半导体全产业链生态,,作为国内最早从事碳化硅器件研发的开拓者之一,还携手国内头部代工厂成为首批全面布局全自动化 8 英寸 SiC 产线的企业之一,即将迈入量产阶段。截止 2025 年,其 1200 V 碳化硅器件累计出货量已达 3400 万颗,尤其在充电桩市场曾占据 50% 份额。

他强调,公司产品电压覆盖 650V 至 2000V,车规级产品已通过 AEC-Q101 认证,并提供 TO247-4、TO263-7 及 X2PAK 等多种封装以满足高功率密度设计需求。他介绍了第四代碳化硅 MOSFET 通过优化元胞工艺和终端结构,将 RSP 降至 1.8m Ω· cm ²,高温下导通电阻比降至 1.8:1,显著优于行业平均水平,从而在相同芯片数量下提升 22% 电流输出能力或降低系统成本。倪选伟提到,该技术同时实现静态损耗降低 30% 和动态损耗优化 16%,并集成欧姆栅极电阻以抑制并联震荡。

在应用层面,他强调了碳化硅器件在主驱逆变器、OBC、车载 DCDC 及空调压缩机中的关键作用,其中 1200V 13mohm 和 10mohm 器件专为 800V 平台主驱设计,并具备 Wafer Burning 和 KGD 测试能力。飞锃半导体表示,未来将继续拓展碳化硅在空调压缩机等能耗敏感领域的应用,以进一步提升新能源汽车的续航表现。

 

倪选伟 | 飞锃半导体(上海)有限公司 产品市场副总监

以下为演讲内容整理:

垂直整合的产业链与技术积累

飞锃半导体作为华大半导体旗下企业,依托中国电子集团的产业资源,形成了从碳化硅衬底、外延片到芯片设计、晶圆制造及封装测试的全链条布局。公司总部位于上海浦东新区张江,并在香港与深圳设有研发与销售分支机构,其技术发展始于 2015 年,是国内最早专注于 6 英寸 SiC 晶圆工艺研发的企业之一,早于行业多数企业从 4 英寸转向 6 英寸的普遍时间点。2017 年公司推出首款碳化硅二极管并实现量产,同年获得华大半导体资本注入,强化了产业协同能力;2020 年与积塔半导体合作完成国产产线通线,推动供应链自主化进程。

今年还携手国内头部代工厂成为首批全面布局 8 英寸 SiC 产线的企业之一,即将迈入量产阶段。

至 2025 年,其 1200V SiC 器件累计出货已达 3400 万颗,在充电桩领域的市场渗透率曾达到 50%。目前公司产品体系涵盖碳化硅二极管、MOSFET 单管及功率模块三大类别,电压规格覆盖 650V、750V、1200V、1500V、1700V 及 2000V 等多个等级,能够全面满足新能源汽车、工业光储等高功率应用对高效能、高可靠性器件的需求。

图源:演讲嘉宾素材

全电压 SiC MOSFET 产品矩阵与性能突破

飞锃半导体的碳化硅 MOSFET 产品已形成包含第二代至第四代的完整技术路线,其中第二代产品以 1200V/35m Ω 规格为代表,在充电桩领域实现了大规模应用;第三代产品进一步划分为 Gen3B 与 Gen3D 等系列,Gen3D 的 1200V/13m Ω 型号采用平面技术,阈值电压提升至 3.0V,在 175 ℃高温下仍可保持在 2.2V,其集成 6.8 Ω 栅极电阻有效抑制多芯片并联震荡,耐受能量为 1.4 焦耳,体二极管反向恢复特性更软,有助于优化主驱逆变器的波形表现。

第四代 Gen4 产品将 RDS ( on ) 降至 10m Ω,其关键指标 RSP(比导通电阻)降至 1.8 – 2.0m Ω· cm ²,较第三代降低约 47%,高温下导通电阻比由 2.0:1 优化至 1.8:1,动态损耗降低 16%,静态损耗下降 30%。在 HBD mini 封装仿真中,四芯片并联输出电流可达 450 安培,较第三代提升约 22%,有助于在维持相同输出能力的前提下减少芯片数量,从而降低系统综合成本。

车规级产品在多场景中的应用实践

在新能源汽车高压电气架构中,飞锃半导体针对不同子系统提供了差异化的 SiC 解决方案,覆盖主驱逆变器、车载充电机、DC-DC 转换器及空调压缩机等关键部件。在主驱逆变器应用中,公司提供 750V 平台匹配 400V 电池系统及 1200V 平台适配 800V 高压架构,其中 13m Ω 等车规低内阻规格 WLBI 测试与 KGD 测试,确保在高温大电流工况下的长期可靠性。车载充电机领域,6.6kW 方案主要基于 400V 平台,采用 750V 及 650V 器件实现紧凑型设计,而 11kW 大功率方案则选用 1200V MOSFET,通过提高开关频率显著缩小磁性元件体积,提升功率密度。

车载 DC-DC 转换器需要将高压电池电压转换为 12V/24V 低压电,通常采用 1200V/160m Ω 等中内阻器件,在保证耐压等级的同时有效控制损耗。针对空调压缩机这类对短路耐受能力要求较高的应用,公司提供 1200V/70m Ω 产品,支持 TO-247-4、TO-263-7 及 X2PAK 等多种封装形式,其中 X2PAK 顶部散热封装凭借优异的散热性能和布局灵活性,已在多款车型中实现能效与空间利用率的同步提升。

未来展望:高压化与成本平衡的挑战

随着 800V 平台在新能源汽车中的快速渗透,1200V SiC MOSFET 已成为主驱逆变器和大功率 OBC 等系统的首选方案,但成本控制与功率密度提升的平衡仍是行业面临的核心课题。飞锃半导体通过第四代产品将 RSP 降低至 1.8 – 2.0m Ω· cm ²,在维持输出能力的同时减少芯片数量,从而帮助客户优化系统级成本。

此外,公司正布局更高电压平台以拓展应用场景,其中 1500V/20m Ω 器件已小批量产,主要面向光储一体化等工业能源领域;1700V/700m Ω 产品可支持车载辅助电源的电压转换需求,而 2000V 电压等级的器件也处于研发阶段,为未来超高压电力电子应用做准备。公司将持续推进晶圆工艺微缩与封装结构优化,通过提升器件的高温特性、开关效率及可靠性,进一步推动 SiC 在新能源汽车、工业能源等全场景中的规模化应用。

(以上内容来自于飞锃半导体(上海)有限公司产品市场副总监倪选伟于 2025 年 11 月 19 日在第六届汽车高压及驱动系统大会上进行发表的《SiC 功率器件:重塑新能源格局的核芯技术解决方案》主题演讲。)

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