lucid逆变器



十大最好的电动车电机

以下是目前市场上公认性能优异、技术领先的十款电动车电机及其核心特点：

特斯拉 Model S Plaid 三电机系统

采用碳纤维转子套，转速突破20,000rpm，峰值功率达1,020马力，0-100km/h加速仅2.1秒。 专利油冷技术实现持续高功率输出，极速可达322km/h。

保时捷 Taycan 后桥永磁同步电机

800V高压架构，93%能量转化效率，两速变速箱优化高速性能。 集成式发夹绕组技术，扭矩密度达60Nm/kg。

Rimac Nevera 四电机驱动系统

每个车轮独立控制，总输出1,914马力，支持扭矩矢量分配。 纳米硅阳极电池配合电机实现超快充放电。

Lucid Air 永磁同步电机

单电机功率达670马力，功率密度6.1kW/kg（行业最高之一）。 微型逆变器集成设计减少能量损耗。

蔚来ET7 碳化硅双电机

前180kW感应电机+后300kW永磁电机组合，搭载第二代碳化硅模块。 零下30℃低温环境下仍保持90%性能。

比亚迪e平台3.0八合一电驱

集成电机、电控、减速器，系统效率达89%，CLTC工况续航提升20%。 扁线电机技术，槽满率提高15%。

通用Ultium奥特能平台电机

专利自粘铁芯技术降低噪音，无线束设计提升可靠性。 支持从50kW到300kW模块化组合。

奔驰EQXX概念车轴向磁通电机

重量仅110kg，效率高达95%，百公里电耗8.3kWh。 仿生学散热结构减少20%能量损失。

福特Mustang Mach-E GT 双电机

采用定子喷油冷却技术，连续10次弹射起步不衰减。 0-100km/h加速3.65秒，极速200km/h。

小鹏X9 XPower电驱系统

800V XPower电驱平台，电机峰值效率97.5%，充电5分钟续航200km。 全栈自研软件算法实现毫秒级扭矩响应。

技术趋势说明：当前顶尖电机普遍采用扁线绕组、油冷散热、碳化硅功率器件等新技术，永磁同步电机与感应电机的混合搭配成为高性能车型主流方案。部分厂商开始探索无稀土磁阻电机技术以应对材料短缺问题。电机的系统集成度（如三合一/八合一设计）和软件控制算法正成为新的竞争焦点。

丰田汽车电动化提速，并且也要采用一体化铸造技术了

丰田汽车正加速电动化转型，并计划采用一体化铸造技术以提升生产效率与降低成本，同时通过电池、空气动力学等多领域创新助力2026年150万辆电动汽车销量目标。

一、电动化提速：目标与战略调整

丰田汽车首席技术官中嶋裕树在技术简报会上明确表示，消费者正从混合动力汽车加速转向纯电动汽车，丰田将顺应这一趋势，到2026年实现150万辆电动汽车的销量目标，并承诺“当有150万辆需求时，开发和生产将准备就绪”。这一目标较此前丰田的电动化规划显著提速，反映出管理层对市场趋势的重新评估与信心提升。

战略重心转移：丰田曾长期坚持“多技术路线并行”（包括混合动力、氢燃料电池和纯电动），但新任首席执行官佐藤恒治上任后，明确将电动汽车置于优先地位，提出到2030年实现350万辆纯电动汽车年销量的长期目标。产品发布加速：丰田电池电动汽车业务负责人Takero Kato表示，未来产品发布速度将加快。技术简报会上展示的两款测试车（Hilux皮卡和迷你电动汽车）即将投产，其中迷你电动汽车将于2024年3月在日本上市。二、一体化铸造技术：降本增效的关键举措

丰田宣布将采用一体化铸造技术，这是特斯拉引领的一项创新生产方式，旨在通过大型铝铸造机简化车身结构，显著降低生产成本与制造复杂度。

技术原理与优势：

简化车身结构：以丰田bZ4X为例，其车身后部原本由86个金属板部件、33个冲压工序构成，而采用铝压铸造法一体成形后，零件数量和工序可减少至1个。

降低成本：一体化铸造可减少模具开发、焊接和组装环节，降低材料浪费与人工成本，同时提升生产效率。

提升车身刚性：大型铸造件可优化车身结构，增强抗扭刚性和碰撞安全性。

实施计划：丰田正以“3年后引进”为目标加速研发，未来将应用于电动汽车平台，与高度自动化装配线（如“自动推进”装配线）协同，实现生产流程的全面革新。

三、多领域技术创新：支撑电动化目标

除一体化铸造外，丰田在电池、空气动力学和生产制造技术等领域亦取得突破，为电动化转型提供技术保障。

1. 电池技术：固态电池与低成本方案并行固态电池：丰田宣布已克服固态电池耐久性问题，计划到2027年或2028年销售固态电池驱动的汽车。固态电池能量密度更高、充电时间更短，是下一代电动汽车的核心技术。高性能锂离子电池：2026年将推出一款单次充电续航1000公里、充电时间不超过20分钟的电池，成本较bZ4X降低20%。低成本磷酸铁锂电池：2026年或2027年投入使用，续航里程较bZ4X增加20%，成本降低40%，目标覆盖中低端市场。2. 生产制造技术：自动化与平台化专用电动汽车平台：通过模块化设计降低新车型开发成本，支持多车型快速迭代。高度自动化装配线：取代传统传送带系统，采用“自动推进”技术，使汽车在生产过程中自动驾驶，提升效率与灵活性。3. 空气动力学优化：与火箭设计师合作

丰田与三菱重工的火箭设计师合作，通过流体力学优化降低阻力系数，目标达到0.1级（接近Lucid Air的0.197），显著提升续航里程。

4. 供应商技术整合：电机与逆变器升级小型化“轴驱动”系统：与爱信、电装合作，将电机与驱动部件集成，增加续航与车内空间。碳化硅半导体逆变器：减少电机功率损耗高达50%，提升能效与性能。四、销量目标可行性分析

尽管丰田在纯电动汽车领域起步较晚，但其通过技术突破与战略调整，正逐步缩小与特斯拉、比亚迪等领先企业的差距。

短期挑战：2023年4月丰田全球电动汽车销量占比仅超1%，2026年150万辆目标需年均增长超50万辆，对供应链与生产能力提出高要求。长期潜力：丰田在混合动力领域的技术积累（如普锐斯）为其电动化转型提供了品牌与用户基础，而固态电池等核心技术突破可能成为竞争关键。市场信心提升：SBI Securities分析指出，丰田管理团队的技术展示与规划令分析人士信服，多数认为其产能提升目标可行。五、总结

丰田汽车正通过电动化战略提速、一体化铸造技术应用、多领域技术创新三大路径，全力推进向电动汽车制造商的转型。尽管挑战仍存，但其技术储备与市场调整能力为2026年150万辆销量目标提供了现实支撑，未来表现值得期待。

特斯拉Powerwall2的拆解

1. Tesla Powerwall 2的尺寸

2. Powerwall 2的基本构成

电池与逆变器具备IP67的密封等级，而侧板和走线区域则达到IP56等级。壳体内部结构如图所示，其漆层质量达到汽车级别。

3. Powerwall 2的壳体结构

将电池模组、逆变器以及液冷系统等从壳体中取出，如图所示。模组最外层覆盖有一层云母片，移除云母片后可见灌封模组。由于是两个不同的拆解过程，云母与灌封模组的层级关系仅为推测。

4. Powerwall 2的电池模组与逆变部分

Powerwall 2的电池模组采用熟悉的模组设计，与Model 3/Y的2170电池模组源自同一技术平台。不同之处在于，Model 3/Y使用蛇形液冷管对电芯柱面进行冷却，而Powerwall 2采用大平板冷却方式，冷却电芯底部。这种方式在其他整车企业的储能方案中也有应用，例如Rivian、Lucid等。

5. Powerwall 2的对外接口和汇流排连接

另一个拆解过程中可见，busbar由塑料支架支撑和绝缘。

6. Powerwall 2的汇流排支架BMS板

主正主负汇流排输出极布置如下：

7. 逆变器的主要布置和构成

热管理系统的水泵和管路布置如图所示：

8. 散热器和冷却液存储器

特斯拉将电动汽车和储能技术相结合，实现零部件平台化，以此缩短产品开发周期和降低成本。特别是电芯技术，国内外在这一方面存在竞争。国内储能产品通常采用新开发的电芯，与汽车用电芯不同，以更好地适应各自的应用场景。储能电芯通常容量大、尺寸大，以铁锂为主。如今，国内这种技术路线正逐渐影响到海外市场，引发更激烈的竞争。

win7hanewin设置

win7hanewin设置() 毋庸置疑，碳化硅已经成为了半导体行业，特别是功率半导体细分市场的那个“远方”。行业老对手和新玩家纷纷涌入，加倍下注（double down）这个新兴市场。其中不但有射频大厂Qorvo跨界收购UnitedSiC，还有三安、露笑等投资百亿试图赶超。如火如荼的场景不禁让人联想到百年前列强签订《五国关于限制海军军备条约》前的场景。

前有美英法意日五大强国的海军博弈，今有意（法半导体 STMicroelectronics）、英（飞凌科技 Infineon）、美（国Wolfspeed）、日（本罗姆 Rohm）和安（森美 onsemi）在碳化硅市场争夺战中完成历史的轮回——这五家供应商占据了2021年碳化硅功率器件市场份额的88%。

然而五巨头对现状依然充满敬畏，在这个逆水行舟的市场中，分别祭出了各自的“Z计划”和“八八舰队规划”，尝试在已有项目、客户资源、产品技术和制造产能等多方面超越竞争对手，下面就让我们盘点这五巨头的筹码和底牌。

2021年碳化硅功率器件市场市占率分布情况

（来源：Yole，01芯闻整理）

意法半导体 STMicroelectronics

根据意法半导体在近期财报中透露的最新数据，截止2022财年第1季度，公司碳化硅产品已经在75个客户的98个项目中送样测试，其中工业应用和电动汽车应用各占一半。同时意法宣布在这个季度获得了多个Design-win, 包括与德国模块大厂赛米控（Semikron）签署了一项为期4年的技术合作，由意法提供碳化硅芯片，赛米控提供封装技术，共同开发针对电动汽车的eMPACK功率模块。该模块已被一家德国整车厂选用，预计2025年开始大规模采购，合同金额在10亿欧元左右。

赛米控eMPACK功率模块由三块半桥通用构建块组成，已与意法达成协议采用其碳化硅MOSFET芯片 （来源：Semikron）

根据当前的项目和订单储备，意法预计2022年来自碳化硅产品的营收在7亿美元左右，而这一数字在2024年将达到10亿美元。目前采用意法碳化硅产品的整车厂客户首推特斯拉，自Model 3车型以来就开始采用意法提供的TPAK碳化硅模块，这也成为碳化硅上车并实现规模化运用的标志性事件。另外，去年底开始交付的豪华电动车Lucid Air也是采用意法的碳化硅模块。

考虑到意法在碳化硅市场的地位，笔者认为意法对未来业务增长的预期略显保守，与其他几个碳化硅主要供应商相比增幅并不大。猜测主要原因是意法现有碳化硅产能已经绑定了头号客户特斯拉，因此在新产能上线前，意法能做的事并不多。

针对这一状况，意法计划在2022财年投入21亿美元的资本金，主要目的之一便是增加碳化硅产能——一方面继续扩容意大利西西里岛卡塔尼亚的6寸碳化硅晶圆厂，另一方面投入到2022年开始运营的，位于新加坡的第二座6寸碳化硅晶圆厂。公司另将9亿美元战略投资中的一部分投入到碳化硅衬底的生产上，用于产业链垂直整合，在2025年实现40%的衬底需求内部供应。

同时，公司也在碳化硅研发上继续投入相当资源。在生产技术上，意法于2021年年中宣布其挪威分部STMicroelectronics Silicon Carbide A.B. （前身为2019年收购的Norstel A.B.）开始进行8寸碳化硅材料的实验室制造，预计相应技术将在2025年前后成熟，并应用到规划中的新加坡8寸碳化硅生产线中。

在芯片设计上意法继续深挖平面设计碳化硅MOSFET的技术潜力，推出了第4代平面栅碳化硅，预计在今年第二季度量产。而之前规划的沟槽栅设计产品则顺延成为意法的第5代碳化硅MOSFET，目前应该在工程样品测试阶段，量产时间待定。

意法碳化硅MOSFET的产品路线图新旧版本略有区别 （来源：STMicroelectronics）

相比上一代产品，第4代平面栅碳化硅的性能有所进步，包括导通电阻减少15%，工作频率增加一倍至1MHz。碳化硅芯片技术的进展再搭配意法开发的先进封装，例如STPAK，ACEPACK SMIT/DRIVE等，为意法保持其碳化硅产品核心供应商的地位提供了重要支柱。再加上意法碳化硅TPAK在特斯拉电动车中近5年的大规模应用积累下来的海量数据，让意法的产品在多个维度都领先众多竞争对手——Yole Developpment的数据显示意法2021年的市占率为37%，即便未来群雄割据，管理层也表示有信心占有30%的碳化硅功率器件市场份额。

英飞凌 Infineon

这个季度英飞凌宣布碳化硅产品线再获Design-win, 分别为中国整车厂的电动汽车逆变器和车载充电机应用提供产品，合同总金额达到上亿欧元。即使这两个项目不能在今年贡献显著的营收，目前已有的碳化硅订单也使得2022财年来自碳化硅产品的收入超过去年近一倍，冲击3亿欧元。

综合现有Design-in和Design-win项目，公司管理层预测到2025年前后碳化硅功率器件产品线可以为公司带来10亿美元左右的营收。目前已经开始英飞凌贡献碳化硅产品营收的客户包括现代集团，其Ioniq 5电动紧凑型休旅车采用纬湃科技Vitesco提供的800V逆变器，内部使用的碳化硅模块即来自英飞凌。与此同时，英飞凌还是小鹏汽车的碳化硅模块的主要提供商，用于旗舰SUV车型G9中，预计今年第3季度起正式交付。电脑

英飞凌对碳化硅功率器件业务的财务预期 （来源：Infineon）

虽然英飞凌的碳化硅营收增长迅猛，但是英飞凌并非通过薄利多销的方式来扩大其碳化硅市场份额。CEO Jochen Hanebeck表示碳化硅带来的毛利润率反而高于车规产品事业部和工业产品事业部的平均值。这一点对英飞凌尤为重要：与德州仪器和NXP等竞争对手相比，目前英飞凌在模拟和功率半导体公司中运营利润率处于垫底的位置，急需改变所销售的产品构成来提供利润率，巩固其功率细分市场一哥的位置。

电脑英飞凌碳化硅产品能够定位高质高价，其原因在于起采用的沟槽碳化硅MOSFET技术的先进和成熟。虽然平面结构碳化硅MOSFET生产工艺较为简单，栅极氧化物可靠性更高，但是在与性能相关的单位面积导通电阻和寄生电容，以及成本相关的单位电流芯片尺寸上不能比肩沟栅设计。

而英飞凌的半包沟槽结构是业界不多的几个能够量产上车的碳化硅沟槽结构设计（其他还包括罗姆的双沟槽和住友的接地双掩埋结构等）——按照公众号“碳化硅芯片学习笔记”作者的说法，“沟槽MOS成套工艺及结构IP，是未来十年碳化硅竞争的入场券！”

平面碳化硅MOSFET的品质因素FOM逊于沟槽栅设计 （来源：SystemPlus Consulting）

英飞凌的沟槽结构碳化硅以CoolSiC作为商品名，目前已推出了两代产品。第一代以1200V为主，目前处于量产阶段。而第二代产品包括1200V和750V两个电压规格，相较上一代增加了25-30%的载电流能力。

在针对电动汽车开发的碳化硅模块产品上，英飞凌着重扩充HybridPACK Drive系列产品，推出了尺寸和管脚兼容的的HybridPACK Drive CoolSiC。目的是充分利用前期HybridPACK Drive建立的业内知名度和客户资源，减少市场推广成本，降低客户切入的壁垒。

不过为了获得更好的性能和更紧凑的方案尺寸，第二代CoolSiC也采用了业内逐渐流行的双面水冷封装HybridPACK DSC，推出了全新的碳化硅塑封模块。

英飞凌CoolSiC技术的迭代，以及对应的电压规格和功率模块封装 （来源：英飞凌）

与同处欧洲的竞争对手意法半导体类似，英飞凌的碳化硅营收也受制于产能。因此，公司一方面从技术要产能，通过开发冷裂（Cold Split）技术减少晶锭（boule）切割过程中的材料损失，从相同的晶锭中获得多一倍的碳化硅衬底。目前这一技术处于小批量试产中，预计2024年完全成熟。

另一方面，公司也在年初宣布斥资逾20亿欧元在马来西亚建设第三期Kulim晶圆厂，专门用于宽禁带半导体包括碳化硅的前道生产。新厂区计划在今年6月开始施工，2024年夏季进行设备安装，首批晶圆于2024年下半年开始出货。

英飞凌的冷裂技术可使碳化硅衬底产能翻倍 （来源：英飞凌）

Wolfspeed

Wolfspeed这个季度（2022财年第3季度）最大的新闻就是其位于纽约州莫霍克谷（MVF）的8寸碳化硅晶圆厂正式开始运营，预计在2023年上半年贡献显著营收。这座晶圆厂占地6.3万平方米，耗资10亿美元，是目前世界上最大的碳化硅生产线。

根据公司在2021年投资者大会上公布的信息，每片8寸晶圆上的碳化硅芯片数量将比现有的6寸晶圆增加了近90%，并且得益于先进的自动化生产设备，良率也比Wolfspeed的6寸产线提高20%-30%。

按照粗略的计算，MVF的8寸晶圆生产总成本（包括衬底和前道工艺）只要不超过Wolfspeed Durham晶圆厂6寸晶圆成本的2.5倍，MVF晶圆厂生产的碳化硅芯片成本就可以低于目前水平。而管理层对MVF晶圆厂带来的成本优化的预期更为乐观，认为2024财年Wolfspeed单颗碳化硅芯片成本将仅为当前的37%。

Wolfspeed对MVF建成后碳化硅芯片成本变化的预期，其中28%的降本来自良率提高，25%来自规模效应，另有10%来自自动化减少的人工和生产周期 （来源：Wolfspeed）

MVF晶圆厂的运营也给Wolfspeed的产能带来飞跃。根据投资者日上间接透露的信息计算，2022财年和2024财年的公司碳化硅衬底总产能（以8寸晶圆计）分别为每周2千3百片和3千3百片。假设这些衬底全部内部消化且只用来生产功率器件，Wolfspeed碳化硅模块的产能理论上可以满足2022年170万台和2024年240万台电动汽车的需求。

本季度除了营收同比和环比继续保持增长外，Wolfspeed的Design-in项目金额也与上季度一样保持高位，达到16亿美元。这使得本财年迄今为止的Design-in总金额增加到38亿美元，较去年同期增加一倍。

这些新增的Design-in项目中，有大约70%来自电动汽车行业，包括明星电动车企Lucid的旗舰车型Lucid Air。在意法的碳化硅模块之外，这款高端电动汽车也将引入Wolfspeed的XM3碳化硅功率模块。预计2023年MVF 8寸线能够稳定量产后，Lucid也将使用内含MVF碳化硅芯片的XM3模块用于Lucid Air及后续车型。因此，Lucid首席工程师、产品资深副总Eric Bach在MVF晶圆厂开业典礼时作为客户代表致辞，也是为了能够尽快拿到MVF晶圆厂的量产芯片。

Lucid Air的逆变器中用到了3块Wolfspeed XM3碳化硅模块 （来源：Lucid，Wolfspeed）

如果将时间拉长到过去三年，Wolfspeed累积的Design-in金额在87亿美元这个惊人的水平，其中包括大众集团“未来汽车供应路线（FAST）”计划和通用汽车奥腾能平台项目。另外，市场也传言戴姆勒集团和奥迪的下一代E-tron车型也选择了Wolfspeed的产品。

本季度管理层表示已经有45%的Design-in即40亿美元转化为Design-win，这意味着Design-win对应的客户已经开始实际批量采购Wolfspeed的碳化硅芯片，且至少占预期第一年数量的20%。

按照公司预估的2024财年15亿美元营收目标，这也需要差不多3年时间才能满足已有的客户需求，因此产能不足造成的订单积压仍然是一大挑战。考虑到这个情况，管理层把扩充碳化硅衬底和器件制造产能依旧作为公司的首要工作。

举措之一就是在本季度财报电话会议中，Wolfspeed宣布公司已经开始着手第二座8寸碳化硅晶圆厂的筹备工作，比之前的规划大大提前。CEO Gregg Lowe透露新晶圆厂较MVF规模更大，并且美国联邦和州政府依然将提供大力支持，更多信息会在今年底释出。另外，第三座衬底工厂的建设也在考虑中，以满足内部和外部衬底客户的需求。

Wolfspeed的碳化硅MOSFET采用平面设计，目前处于第3代（Gen 3），涵盖650V到1200V之间的多个电压规格。与之前两代产品相比，Gen 3 平面MOSFET采用六边形晶胞微观设计，650V Gen 3和1200V Gen 3+的单位面积导通电阻分别为2.3 m?·cm2和2.7 m?·cm2，较上一代Strip Cell减少了16%。

（一个有趣的对比是，另一家碳化硅MOSFET大厂安森美的技术升级路线与Wolfspeed正好相反，其第一代平面产品M1采用Hex Cell设计，但是在后面的M3中改为Strip Cell，性能提高的幅度也是16%，有待考证为何双方矛盾的技术升级却得到了相同的结果）

Wolfspeed Gen 3碳化硅MOSFET采用Hex Cell的平面技术（来源：Wolfspeed）

一份较早的资料中Wolfspeed提到其Gen 3碳化硅MOSFET已经到达了平面设计的实际性能极限，下一代产品将是沟槽栅设计。目前Wolfspeed的Gen 4 沟槽栅仍在开发中，具体量产时间还没有透露。

不过，作为一家在碳化硅行业中浸*了超过30年的企业，Wolfspeed及其前身Cree在1991年就推出了第一片量产碳化硅衬底。深厚的经验积累和历史沉淀让Wolfspeed的碳化硅衬底性能和质量独占鳌头，就连意法、英飞凌和安森美等同行业竞争对手不得不花费上亿美元向其采购。因此，Wolfspeed的碳化硅产品获得了至关重要的先发优势，成为了整个碳化硅行业的风向标。

Wolfspeed 8英寸碳化硅衬底的结构质量和化学机械抛光（CMP）工艺后的表面质量都表现出色 （来源：wolfspeed）

罗姆 Rohm

罗姆作为一家在东京证卷交易所上市的科技企业，其投资者关系网站上提供的英文资料有限。但是从能够找到的资料中，可以看到公司对其碳化硅业余也是极具信心——管理层预测2025财年碳化硅产品营收将超过1000亿日元（7.7亿美元），而目前已挖掘出来的市场机会则超过8400亿日元（65亿美元）。

这些财务和业务目标来自罗姆积极的产业布局。公司已经与国际多家客户建立了紧密的联系，合作项目带来的预期营收就占到总营收目标的20%-30%。

仅在中国，罗姆就与正海集团成立主营碳化硅功率模块设计和制造业务的合资企业海姆希科。同时，与整车厂吉利汽车，以及国内汽车行业知名一级供应商联合电子UAES分别成为战略伙伴关系或首选供应商。另外，也与联合电子和专注新能源汽车动力解决方案的初创企业臻驱Leadrive成立联合实验室或者联合研发中心。

罗姆碳化硅营收增长目标（23-26财年，对应日历年2022年到2025年），以及目前已经公布的产业合作 （来源：Rohm）

当然，野望需要有匹配的实力才能实现。罗姆已经规划在2021年至2025年的5年间，投入1200亿至1700亿日元（10亿-13亿美元）的资金，将碳化硅产能扩充至少6倍。这些投资现在已看到部分成果，包括在今年初完成了日本筑后市 Apollo 工厂新大楼的建设，从而提高了 SiC 芯片产能。

大量投资也涌入了罗姆2010年收购的SiCrystal。这家碳化硅衬底供应商的中期目标是每年生产数十万片碳化硅衬底，实现上亿美元的营收。同时，SiCrystal也在探索8英寸衬底生产的可能性，目前已经开始验证工作，预计2023年批量生产。

在碳化硅器件技术方面罗姆也处于领先地位。2010 年公司就开始量产首款碳化硅MOSFET，与之后推出的第2代产品都采用平面栅极设计。2015年罗姆又领先竞争对手，率先量产双沟槽结构的第3代产品。

罗姆的碳化硅MOSFET技术路线图，以及第4代产品的销售占比变化 （来源：Rohm）

2020 年更进一步，推出了针对电动汽车优化的第 4 代 1200V碳化硅MOSFET，在不降低短路耐受时间的情况下，通过改进双沟槽结构设计，比第3代产品降低了40%的导通电阻。同时，通过降低栅漏电容（Cgd），使得开关损耗减少了至多50%。综合来看，第4代产品获得了更好的FOM（品质因数，Figure of Merit）。罗姆预测第4代碳化硅MOSFET从今年起在其销售构成中的占比逐渐增加，直至2024-2025年成为销售主力。

与其他尚在挑战首款量产沟槽栅产品的竞争对手相比，罗姆已领先数个身位，第5代产品正在开发中，预计比上一代产品减低30%的单位面积导通电阻，计划于2025年量产。不止于此，第6代碳化硅MOSFET也出现在技术路线图的远景规划中，将于2028年量产。

安森美 onsemi

安森美在2022年第1季度继续保持强劲增长，毛利润率也达到了近50%的历史新高，处于公司成立以来的高光时期。碳化硅产品的业绩贡献虽然占比还比较小，但是增长动量十足——安森美与客户签订的未来三年长期供应协议（LTSA）总金额已达到26亿美元，其中有超过20亿美元来自电动汽车动力总成对碳化硅模块的需求，包括蔚来汽车和特斯拉。

蔚来汽车ET7将采用安森美900V碳化硅功率模块驱动 （来源：onsemi，蔚来汽车）

CEO Hassan El-Khoury表示这些承诺订单将从2022年下半年起开始批量履约，推动碳化硅产品线在2022年的营收较上一年增加超过一倍，并在2023年为安森美贡献10亿美元的销售额。

不过与英飞凌不同的是，管理层透露2022年下半年至2023年上半年期间碳化硅产品的利润率将低于公司平均水平。这归结于之前安森美尚未规模供应碳化硅模块产品，今年下半年起的产能爬坡所需的启动成本降低了毛利润率。

虽然安森美在五巨头中排名末席，但是其综合实力不可小觑，尤其是2021年第3季度通过收购衬底供应商GTAT，搭建了从碳化硅晶锭、衬底、器件生产到模块封装的垂直整合模式。虽然其中一些项目的技术实力与各领域领先企业还有所差距，但是整体实力却更为均衡——与衬底龙头Wolfspeed相比，安森美的模块封测和量产经验略胜一筹；与器件设计实力超群的英飞凌相比，安森美又有来自GTAT碳化硅材料的加成。

安森美在碳化硅业务上的布局 （来源：onsemi）

安森美也看到了自身在碳化硅方面的综合实力，把碳化硅确立为公司两大资产投资方向之一，规划在2022年将碳化硅衬底产能增加四倍，意图在未来能够自产所需的全部碳化硅衬底和外延片。

在碳化硅晶圆制造上，安森美已经在6寸晶圆上实现量产，目前推出的绝大部分产品如碳化硅MOSFET单管，光伏碳化硅模块等均来自韩国Bucheon晶圆厂6寸线。与此同时，安森美也跟随Wolfspeed等行业领先者的步伐，在材料方面和晶圆制造上均开始尝试8寸碳化硅的生产。

得益于仙童半导体在碳化硅技术上的积累，安森美在收购仙童后也获得了开发各类碳化硅产品的坚实基础。

安森美的第1代碳化硅MOSFET技术（M1）采用平面设计，耐压等级为1200V。之后从中衍生出900V和750V耐压的规格，微观结构也改为Hex Cell设计，这两个改动相叠加使得碳化硅MOSFET的导通电阻降低了35%左右。目前安森美推出的大部分碳化硅产品均基于M1与其衍生出的M2平台。

目前最新的一代碳化硅技术（M3）仍然采用平面技术，但是改为Strip Cell设计，导通性能较上一代衍生版本再提高了16%。这一代产品将逐渐成为公司的主力车规碳化硅平台，在电压规格上覆盖电动汽车主流的400V和800V平台。

而安森美的下一代技术平台M4则会从平面结构升级为沟槽结构，目前已积累了大约20份相关专利。与初代碳化硅技术相比，在相同载电流的要求下可以减少相当的芯片面积。这意味着以前210kW输出功率需要4片碳化硅芯片并联才能实现，而M4平台预计只需要其一半面积的芯片即可。如果再加上M4平台可能采用8寸晶圆生产，预期M4的成本较之前将显著降低。

安森美的碳化硅技术持续进步，功率密度、散热能力和成本不断优化 （来源：onsemi）

根据研究机构Yole Développement最近的一份研报，碳化硅器件的主要应用场合为电动汽车，占到总营收的近80%。而碳化硅功率模块又是碳化硅芯片的主流封装模式。因此，高性能大功率模块封装是碳化硅应用，特别是车规应用的关键研发领域之一。

通过IGBT模块上的多年积累，安森美在大功率车规模块上早有布局，其技术涵盖了市场上主流的两种大功率模块类型，一是有凝胶灌封的框架式模块，二是整体覆盖环氧树脂材料的塑封式模块。前者即是被应用于蔚来汽车ET7的功率模块，而后者更是安森美的研发重点。

相较框架式模块，塑封模块可以实现更高的功率密度。同时，外形设计具有灵活性，可以根据客户的要求进行半定制或者完全定制。正是因为这些特点，再加上公司在模块设计和量产上的成功经验，最终让安森美从特斯拉初获得了TPAK模块新增供应商的门票。

小结

碳化硅功率器件五巨头都对未来市场发展和各自公司碳化硅产品营收增长表达了乐观的看法，因此投入重金积极扩充碳化硅衬底和晶圆制造产能。与此同时，这些公司也积极进行技术升级，包括向8英寸制造演进，以及开发沟槽结构MOSFET，以期获得性能提升的同时，获得更多的单位产出和更低的成本。

不止于此，五巨头在各自擅长的领域建立了准入壁垒，包括意法的应用经验和封装，Wolfspeed的8寸制造能力，英飞凌和罗姆的沟槽栅设计，以及安森美的垂直整合，意图在未来仍然维持起行业领导者的地位。

来源：

1.Investors.st.com

2.www.infineon.com/cms/en/about-infineon/investor

3.investor.wolfspeed.com/overview/default.aspx

4.www.rohm.com/investor-relations

5.investor.onsemi.com

6.Yole Développement，《Power SiC 2022》

7.微信公众号“碳化硅芯片学习笔记”

8.SystemPlus Consulting，《SiC Transistor Comparison 2020》

9.Rohm，《ROHM at PCIM 2022: New power highlights and investments in SiC production capacities》

10.onsemi，《NIO Selects High-Efficiency Silicon Carbide Traction Power Modules from onsemi》

*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不

芯视野 千亿投资涌入 跑步上车的SiC将面临产能混战

SiC（碳化硅）作为第三代半导体材料，正随着千亿级投资涌入而加速“上车”，但产能扩张背后也面临激烈竞争与多重挑战。

一、SiC“上车”加速，车企竞相布局国内车企率先应用：比亚迪汉EV旗舰车型于2020年首次搭载SiC MOSFET，成为国内首款应用SiC的车型；2021年新款唐EV也加入SiC电控系统。蔚来ET7采用第二代高效电驱平台，集成SiC功率模块；小鹏与理想通过外部合作布局SiC技术。国际车企引领潮流：特斯拉Model 3率先使用SiC功率模块，逆变器效率从Model S的82%提升至90%，续航显著增加；Lucid Motors的Lucid Air和保时捷Taycan Turbo也分别采用SiC MOSFET，实现高电压电力系统（900V和800V）和长续航。应用集中于高端车型：目前SiC器件成本较高，主要应用于高端车和跑车。中金公司预测，到2025年SiC成本仍难降至A级车Si基器件的2倍水平，但中高级乘用车因品牌溢价和消费者对续航、轻量化的需求，更易接受成本上升。图：SiC在新能源汽车中的应用优势（耐高压、耐高温、低损耗）二、SiC的核心优势与成本效益材料特性突出：

耐高压：击穿电场强度是硅的10余倍，适合高电压场景；

耐高温：热导率更高，极限工作温度达600℃以上，减少散热系统需求；

低损耗：导通电阻低，漏电流少，开关频率更高，能效提升显著。

整车成本优化：

电池节省：Cree测算显示，采用SiC可减少5-10%的电池用量，每辆车成本节约400-800美元，净节省200-600美元；

系统降本：高开关频率缩小无源元件尺寸，降低模块整体成本；轻量化设计减少动力电池冷却系统需求，进一步压缩成本。

电控竞争力关键：贺利氏电子中国区销售总监王建龙指出，电控是车企核心竞争力，SiC通过提升能效和轻量化，成为电控技术突破的关键。三、产能扩张与全球竞争格局上游衬底成瓶颈：SiC器件成本中，衬底占比50%，全球年产能约40-60万片（6英寸），远不能满足需求。特斯拉Model 3年产能近100万辆，需50万片6英寸SiC，几乎消耗全球产能。国际巨头扩产激进：

Cree：建设8英寸晶圆工厂，2024年达产后可满足550万辆电动车需求（器件）和2200万辆需求（衬底）；

II-VI：计划将6英寸产能扩大5-10倍，并推进200毫米技术量产；

罗姆：投资600亿日元扩建宫崎工厂，2025年SiC芯片产能扩至2016年的16倍，新能源汽车用功率半导体产能扩至5倍。

国内企业加速追赶：

政府支持：2019-2020年国内SiC产线投资达500亿元，形成产能高峰预期；

企业布局：比亚迪半导体规划自建SiC产线，2021年建成；上汽投资上海瀚薪，一汽领投亿马先锋，江淮与博世合作开发SiC逆变器。

四、IDM模式主导，代工挑战重重IDM优势显著：

工艺耦合：SiC器件与工艺紧密结合，专有工艺是核心竞争力。行业人士称：“出售的产品是工艺流程，设计取决于生产流程。”

产能控制：IDM模式（如特斯拉、英飞凌）通过垂直整合或长期协议（如ST与Cree的2.5亿美元供货协议）保障供应链稳定。

代工模式待突破：

成本与人才挑战：代工厂需开发低成本结构，引入合适人才优化流程；

国内探索：2020年底国内首条标准化SiC代工线打通，但未来发展仍需观察。

五、未来趋势与挑战市场渗透率提升：2020年约40%纯电动车采用SiC技术，2025年预计升至70%，并向中级车市场渗透。审慎规划避免重复建设：全国政协委员王文银提醒，第三代半导体存在低水平重复建设风险，需合理规划产能，防止产业泡沫。

总结：SiC凭借耐高压、耐高温、低损耗等优势，成为新能源汽车电控升级的核心材料。千亿投资涌入推动产能扩张，但全球竞争加剧，IDM模式主导市场，代工模式尚待突破。国内企业需在技术追赶与产能规划中平衡，避免低水平重复建设，以实现长期可持续发展。

旭升集团半年报中提到的合作商有哪些?

旭升集团半年报中提到的合作商主要包括以下四类：

1. 特斯拉

旭升集团自2013年起成为特斯拉一级供应商，合作范围覆盖其核心车型及新兴领域。具体包括：

传统车型：为Model S/X、Model 3/Y提供轻量化铝合金零部件，涉及车身结构件、底盘系统等关键部件；人形机器人领域：供应关节镁合金壳体，应用于特斯拉Optimus机器人项目，体现技术延伸能力。2. 国内外头部人形机器人企业

中报第10页明确披露，旭升集团已获得关节壳体、躯干结构件项目定点，合作对象涵盖：

国外客户：除特斯拉外，知情人士分析包括英伟达投资的Figure（美国机器人初创企业）；国内客户：与宇树科技（四足机器人领域领先企业）、智元机器人（通用人形机器人研发企业）达成合作，覆盖从零部件到整机结构的供应需求。3. 全球知名储能系统集成商

上半年旭升集团拓展储能领域合作，产品应用于两类场景：

户用储能：为家庭能源管理系统提供轻量化、高安全性的结构件；大型储能项目：参与电网级储能系统集成，供应电池舱、逆变器外壳等核心部件，合作方包括国际能源企业及国内新能源运营商。4. 新能源汽车领域合作商

旭升集团在新能源汽车领域形成多元化客户矩阵：

国际品牌：为Rivian（美国电动皮卡制造商）、Lucid（美国豪华电动车品牌）供应三电系统壳体及热管理部件；中国品牌：与理想（增程式SUV）、极氪（高端纯电）、零跑（中低端市场）、小米（首款车型SU7）建立合作；比亚迪深度合作：供货车型覆盖腾势（高端MPV）、方程豹（硬派越野）等中高端系列，以及海洋网（海豹等）、王朝网（汉等）主流车系，体现全价位段渗透能力。

以上合作商分布体现了旭升集团在汽车轻量化、机器人精密制造、储能结构件三大赛道的战略布局，客户类型涵盖全球科技巨头、新兴势力及传统车企转型品牌。

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