近年來，電動汽車行業(yè)發(fā)展迅猛。自2009年我國推出新能源汽車的相關(guān)政策和戰(zhàn)略布局以來，該行業(yè)逐漸深入發(fā)展。到了2019至2020年間，尤其是在2021年，行業(yè)經(jīng)歷了爆發(fā)式的增長。截至2023年，中國新能源汽車的產(chǎn)銷量分別達(dá)到了958.7萬輛和949.5萬輛，同比增長率分別為35.8%和37.9%，市場滲透率達(dá)到31.6%，在全球新能源汽車銷量中占據(jù)了超過六成的份額。
圖 2017-2025中國(左)/全球(右)新能源汽車銷量?來源：中信證券新能源汽車的核心動力來自電驅(qū)動系統(tǒng)，這一系統(tǒng)包括電機(jī)（Electrical Machine）、逆變器（Inverter）、DC-DC轉(zhuǎn)換器（DCDC）和車載充電器（OBC）等關(guān)鍵組件。其中逆變器在電動汽車的電氣架構(gòu)中占據(jù)重要地位，且成本較高，主要負(fù)責(zé)將電池儲存的直流電（DC）轉(zhuǎn)換為電機(jī)所需的交流電（AC），并控制電機(jī)的運(yùn)作，將這些能量轉(zhuǎn)化為車輪的動力。因此，逆變器是與DCDC和OBC同樣承擔(dān)著能量轉(zhuǎn)換和管理的關(guān)鍵角色。而在逆變器中，功率半導(dǎo)體是其核心部件。
圖?電動汽車電氣架構(gòu)?來源：意法半導(dǎo)體在電動汽車中，逆變器通常采用三相設(shè)計，需要六個開關(guān)管來操作。這些開關(guān)管主要使用IGBT和MOSFET。在IGBT模塊中，常見的內(nèi)部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是三個半橋或集成為一個全橋。通過精確控制這些半橋的開關(guān)狀態(tài)，可以調(diào)整電流在電機(jī)中的流向，進(jìn)而驅(qū)動電機(jī)。
圖?逆變器工作模式(左)三相逆變電路(右)?來源：TheEngineeringMindset逆變器在實(shí)際應(yīng)用中需要不斷切換相位，因此，有效控制和減少損耗，提高IGBT和MOSFET的性能對提升逆變器性能至關(guān)重要。在這方面，更耐高溫高壓的SiC MOS以其卓越性能正逐漸取代Si MOS。在車用功率模塊的封裝技術(shù)方面，IGBT和SiC模塊目前主要采用標(biāo)準(zhǔn)化的殼體封裝，便于電控系統(tǒng)的裝配。同時，塑料封裝作為SiC模塊的新趨勢，通過定制化封裝可更充分地利用芯片性能，同時降低雜散電感和熱阻，提高整體可靠性。攝于翠展微展臺
國內(nèi)的比亞迪漢車型是首個采用SiC模塊的車型，使用自研自產(chǎn)單面散熱（Single-sided cooling, SSC）殼封 SiC 功率模塊；特斯拉作為全球最早使用SiC模塊的車企，Model 3/Y采用是意法半導(dǎo)體定制的TPAK（Tesla Pack）單面塑封 SiC模塊；日本豐田Camry則采用雙面散熱（Double-sided cooling, DSC）封裝技術(shù)，研制了高功率密度的 SiC 車用電機(jī)控制器。目前在國內(nèi)市場，TPAK封裝的應(yīng)用逐漸增多，意味著SiC模塊技術(shù)正向更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域拓展。
圖 車用SiC模塊應(yīng)用電機(jī)控制器實(shí)例 來源：車用SiC功率模塊-原位表征、系統(tǒng)集成與壽命評估-曾正總體來看，SiC模塊的封裝技術(shù)正在從中低端市場的低成本解決方案，向高端市場的高度定制化方向發(fā)展。在不同價格區(qū)間的汽車中，可以預(yù)見到模塊應(yīng)用的多樣化，從單管模塊到HP Drive封裝，再到高端車型的定制化封裝，各自體現(xiàn)出不同的技術(shù)特色和市場定位。參考資料：
1.意法半導(dǎo)體、The Engineering Mindset等公開資料
2.中信證券《新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)專題報告：技術(shù)迭代推動降本增效》
3.曾正《車用SiC功率模塊-原位表征、系統(tǒng)集成與壽命評估》
4.王民《電動汽車主驅(qū)功率模塊的開發(fā)和應(yīng)用》原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦半導(dǎo)體網(wǎng)）：電動汽車行業(yè)發(fā)展及主驅(qū)動模塊封裝概述
