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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

盖世直播 2025-12-03 12:05:20
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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1.8mΩ·cm²,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。

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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。

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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/35mΩ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/13mΩ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6.8Ω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10mΩ,其关键指标RSP(比导通电阻)降至1.8–2.0mΩ·cm²,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。

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图源:演讲嘉宾素材

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13mΩ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/160mΩ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/70mΩ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。

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图源:演讲嘉宾素材

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1.8–2.0mΩ·cm²,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/20mΩ器件已小批量产,主要面向光储一体化等工业能源领域;1700V/700mΩ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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