800V高壓快充是裡程焦慮的“破局者”，國内外車企由此掀起了一輪800V電壓平台車型釋出潮，以搶攻大功率快充新高地。但800V高壓平台的落地是一大系統工程，從系統部件，到整車，以及基礎設施等都需要同步變革與推進，上至半導體元器件、電池模組安全性提升，下至車、樁、充電網絡的關聯更新，目前仍面臨許多技術難點；
2025年，中國新能源汽車預計增長至700萬-1000萬輛，屆時中國有望成為車用SiC需求最大市場。當下，車用SiC晶片領域仍以歐美日等成熟市場的半導體企業為主，但2021年自主SiC已實作了從無到有的突破，相信規模量産隻是時間問題，而國内SiC供應鍊尚需珍惜時間視窗。
2021年汽車行業的最大爆點，非新能源汽車不可。中國新能源汽車繼續領跑全球，連續7年位居全球第一。中汽協釋出的2021年汽車銷售資料高于之前的預期，如下圖所示，國内汽車全年累計銷量2627.5萬輛，其中新能源汽車銷售352.1萬輛，市占率也從2020年的5%左右躍升至13.4%。這一數字上漲背後，反映出新能源汽車市場正在進入由政策驅動轉向市場拉動新階段，終端消費者的接受度越來越高，且業界認為，新能源汽車占比達到15%或是一個小的轉折點，這一資料标志着新能源汽車可能進入快速發展期，被消費者廣泛接受。
集微咨詢（JW insights）認為，未來幾年，中國乃至全球新能源汽車的份額都将快速擴大，但不能忽視亟待解決的兩大痛點——續航裡程不足與補能速度慢。其實，近年來為緩解續航裡程焦慮，許多主機廠開始研發更長續航裡程車型，供應商也推出創新電池技術、換電等一系列解決方案，但一味地增加動力電池的續航裡程，技術方面似乎步入“天花闆”，邊際效應也開始降低，但充電焦慮仍懸而未決。
國内外車企掀起800V高壓平台釋出潮，但量産是一大系統工程
超級快充由此成為未來動力電池發展的必然方向。中國科學院院士歐陽明高指出，解決充電的後顧之憂，需要更大功率的快充技術，超級快充是大勢所趨，行業需要推進電動汽車采用≥800V的更高電壓平台。同時歐陽明高團隊的研究表明，對一個續航裡程600公裡的車5分鐘應急補電充200公裡是完全可行的，但要注意對一個續航裡程200公裡的車用5分鐘充滿，這一般做不到。
2021年以來，國内外車企都開始以類似“充電5分鐘，續航200公裡”的構想來迎合消費者對于快速補能的需求。為進一步提高充電功率、縮短充電時間，絕大多數的主流車企選擇高壓快充方案，并将電壓平台從400V提升到800V、1000V甚至更高的水準，特别是800V高壓快充，已經被越來越多的整車廠提上日程。
保時捷是開啟800V的先行者。早在2019年，保時捷Taycan就率先量産800V電壓平台，将最大充電功率提升到了350kW，不到23分鐘能将Taycan Tuebo S容量93.4kWh的動力電池從5%充至80%，提供300公裡的續航能力。2021年，全球新能源汽車市場滲透率快速提升，國内外車企由此掀起了一輪800V電壓平台車型釋出潮，以搶攻大功率快充新高地。由此可見，800V高壓快充已經是業内公認的裡程焦慮“破局者”。
國内車廠方面，造車新勢力和傳統汽車廠商的智能電動品牌幾乎紛紛“入場”，包括小鵬、理想、零跑、比亞迪e平台3.0、長城沙龍、東風岚圖、吉利極氪、北汽極狐、廣汽埃安等，如上表所示。
例如，小鵬汽車在2021年廣州車展上釋出的全新SUV車型小鵬G9，将首次搭載800V高壓SiC平台，同時為充分發揮800V平台超充技術優勢，小鵬汽車還将鋪設中國首批量産的480kW高壓超充樁，實作充電5分鐘最高可補充200公裡續航。作為東風的高端汽車品牌，岚圖2021年9月展示了自研800V高電壓平台及超級快充技術，這是一套動力電池和用電裝置均為800V高壓系統，包括超級快充系統、超低系統能耗、高性能電池、SiC電驅總成，支援無線充電，且整車高性能電池搭載4C電芯，在360kW超級充電樁的加持下，充電速率可提升125%，實作充電10分鐘，續航400公裡。
國際車廠方面，現代、起亞、通用、大衆、奧迪、保時捷等最新的純電平台大都将布局800V高電壓平台，目前，2021年已在海外上市的起亞EV6，基于E-GMP平台打造，可支援800V快充，14分鐘可将電量從30%充至80%，同是E-GMP打造的IONIQ 5于2021年在海外上市，能同時支援400V和800V充電樁。
汽車零部件也緊跟車廠步伐，尤其是一些頭部Tier1已在基于800V平台打造驅動系統。例如，傳動系統巨頭采埃孚2021年7月釋出了全新的電驅産品，其是采用SiC功率晶片的電控和動力脫開機構的三合一電驅動系統，該系統将基于800V電壓平台打造，預計将于2022年年底之前在中國投入量産,同時，CES 2022上，采埃孚宣布開發出了一種具有高度可擴充性、子產品化的逆變器架構，可以最大限度地確定整車制造商在400伏和800伏兩個電壓等級的電機中進行靈活的選擇。緯湃科技2021年7月也帶來了其相容800V電壓平台的第四代三合一電驅動産品EMR4。舍弗勒2021年9月首次展示了一款自主開發的800V電機控制器，适用于高性能汽車電驅動橋系統。
孚能科技在動力電池領域率先破題，其自主研發的800VTC超充超壓技術是國内首個可量産的800V高電壓平台，其整包充電等效2.2C，10%到80%充電僅需15分鐘，續航裡程能提升5%，可相容400-800V系統，預計2022年10月正式進入量産階段。
由此可見，未來幾年，新能源汽車800V高壓方案呼之欲出，但從當下部分車企延遲量産落地時間來看，其中也不乏轉型的挑戰與陣痛。一方面，高壓平台看起來并不複雜，隻是升高了整車的電壓，但對于技術的開發和應用，卻是“牽一發而動全身”的系統工程電壓平台的升高，意味着核心三電系統以及DC-DC、OBC等部件都要能在800V甚至1000V的電壓下正常工作。另一方面，當下幾乎所有充電樁不能适配800V平台，這就要求新裝的充電樁有向下相容的功能，同時适配400V和800V。
集微咨詢（JW insights）認為，800V的落地是一大系統工程，從系統部件，到整車，以及基礎設施等都需要同步變革與推進，上至半導體元器件、電池模組安全性提升，下至車、樁、充電網絡的關聯更新，目前仍面臨許多技術難點。
800V平台主逆變器采用SiC已不可逆轉，“組合拳”模式加速落地
但毋庸置疑，800V高壓平台将成未來電動汽車主流平台，而且，集微咨詢（JW insights）認為，伴随800V的落地， SiC功率半導體也将成為必然選擇，尤其在主驅逆變器這塊首當其沖，SiC替代Si是大勢所趨，SiC或将迎來規模上車。
相比于第一代半導體材料鍺、矽等，以及第二代半導體材料砷化镓、銻化铟等，第三代半導體材料SiC具備優異的材料實體特性，為進一步提升功率半導體器件的性能提供了更大的空間，尤其在高頻率、耐高溫、高效率等方面具備碾壓優勢，即損耗更小，同樣的電池容量可以擁有更多的續航裡程，同樣的續航裡程可以消耗更少的電池容量。
目前，SiC MOSFET在新能源汽車中主要應用于主驅逆變器、OBC（車載充電器）、DC/DC（直流轉換器），以及電動汽車充電基礎設施。在該領域，特斯拉當屬産業的推動者。早在2014年，豐田就推出了SiC MOSFET，但受限于高昂的成本和技術的不成熟，前期産業發展一直較緩。直到2018年，特斯拉Model 3搭載了基于全SiC MOSFET子產品的逆變器，2020年，比亞迪漢EV搭載了SiC MOSFET電機控制子產品，随後宇通客車也迎來量産，吉利、奧迪、大衆、蔚來、小鵬等目前也在加速SiC MOSFET逆變器的落地。
資料來源：Yole
800V平台更将加速這一市場程序。在如今普遍使用的400V電壓平台下，采用SiC可以提高大概3%-5%的效率，且越是處于頻繁開關/頻繁刹車加油的低速工況下，獲得的效率優勢就更高，如果幾乎以120km/h的時速一直在高速工況運作，效率的優勢相對就沒有那麼大。是以在城市工況中運作，使用SiC器件帶來的效率提升的優勢就更加明顯。
電壓平台從400V提升到800V，意味着電動汽車所有的高壓元器件及管理系統都要提高标準，首當其沖的就是主驅逆變器，而在800V平台下，SiC的優勢能發揮得更好，主驅逆變器可提升高達8%的效率，是以主驅逆變器這塊，SiC替代Si的趨勢已經不可逆轉。
正如前文所言，從400V向800V轉變的過程本身不乏挑戰與痛苦，但未來趨勢不可逆轉，且技術及産業發展太快，仍然需要企業在SiC領域趁早布局。初期的綜合成本算下來肯定高昂，包括特斯拉剛開始使用SiC時也是虧錢，但目前早已盈利，是以企業技術部署一定要搶占先機，因為所有車規級的驗證都需要18-24個月，等到有利可圖時，可能入局已晚。
集微咨詢（JW insights）指出，2021年以來，半導體供應商+車企的“組合拳”模式，正在加速SiC車規級産品落地。
例如，英飛淩2021年6月上市的電動車逆變器SiC模組将應用于現代汽車下一代800V電動車型，通過使用基于英飛淩Cool SiC電源子產品的主驅逆變器，現代汽車能夠将車輛的續航裡程提高超5%，目前其IONIQ 5車型在NEDC工況下續航裡程達到600km；同月，意法半導體與雷諾達成合作，将憑借意法半導體更高效的碳化矽等先進半導體産品和解決方案，支援雷諾下一代電動和混動汽車戰略；羅姆SiC功率元件電控系統将被應用于吉利開發中的純電動車平台；Wolfspeed已與通用汽車簽署戰略供應商協定，為通用汽車的電動汽車開發和傳遞SiC功率器件，通用汽車将專門在其下一代電動汽車的Ultium Drive推進裝置中使用Wolfspeed的産品。
本土供應商自主突圍任重道遠，國内SiC供應鍊需珍惜時間視窗
放眼市場，車用第三代半導體SiC領域仍以歐美日等成熟市場的半導體企業占據主導地位。相關資料顯示，目前第三代半導體主要環節國産化率仍然較低，尤其是車規級的SiC晶片主要依賴進口。
而中汽協近期預測稱，2022年新能源汽車的市場滲透率将超過20%，達到500萬輛的規模，2025年将進一步增長至700萬-1000萬輛，這意味着中國有望成為車用SiC需求最大市場。而且，2020年年底以來的全球汽車缺芯強有力地證明了建構自主可控供應鍊的重要性。
其實這兩年，以比亞迪半導體、中車時代、三安光電、斯達半導體、華潤微電子、派恩傑、芯聚能等為主的本土企業也都在積極發力車用SiC領域。尤其是比亞迪半導體、中車時代、三安光電、芯聚能等這些采用IDM模式的廠商優勢更明顯，斯達半導體也正從Fabless模式向IDM模式轉型。
這些本土供應商取得了一些突破，例如，由中車時代電氣C-Car平台孵化的全新一代産品C-Power 220s在2021年年底正式釋出，該産品是國内首款基于自主SiC的大功率電驅産品，系統效率最高可達94%。三安光電已經在湖南建設了國内首條碳化矽全産業鍊生産線，涵蓋襯底、外延、晶片、研發、封測環節，正式點亮投産。芯聚能的SiC子產品将用于主逆變器，且已認證國内前三大主機廠車載可靠性測試、夏季标定和耐久測試，系統環境耐久試驗考核，預計2022年Q1量産。
另一方面，在國産替代風口與資本投資熱潮下，國内也開始湧現一批新銳力量，并密集獲得資本的加持。2021年以來，包括派恩傑、瞻芯電子、阿基米德半導體、積塔半導體、臻驅科技、芯聚能半導體、基本半導體、利普思半導體等在内的多家本土企業均獲得了新的融資，累計融資規模超百億元，合力助推SiC落地與上車。
集微咨詢（JW insights）認為，雖然本土企業要想真正在車用SiC領域實作自主突圍，仍任重道遠，尤其是如何滿足車規的高标準要求，是幾乎所有本土企業亟待解決的問題，但目前已經實作了從無到有的突破，相信規模量産隻是時間問題。TrendForce的報告顯示，随着電動車滲透率不斷升高，以及整車架構朝800V高壓方向邁進，預估2025年全球電動車市場對6英寸SiC晶圓需求可達169萬片。國内SiC供應鍊需要珍惜時間視窗，潛心研發并一步一個腳印向前發展，畢竟市場就在不遠的未來。 （校對/薩米）