芯智駕──集萃産學研企名家觀點，全面剖析AI晶片、第三代半導體等在汽車“大變形”時代的機會與挑戰！
集微網報道，全球電動汽車市場滲透率正快速提升，為進一步滿足消費者對電動汽車長續航裡程與快速補能的構想，以此搶占更多市場佔有率，2021年以來國内外主機廠由此掀起了一輪800V電壓平台車型釋出潮。毋庸置疑，800V高壓平台被視為未來電動汽車主流平台，而且伴随800V的落地，碳化矽（SiC）功率半導體也将成必然選擇。
受益于電動出行的大趨勢，以及主機廠層面的快速布局，專注于這一領域的全球頭部汽車供應商已紛紛宣布斬獲800V SiC訂單。例如，2021年9月，從老牌龍頭零部件供應商——大陸集團拆分上市的緯湃科技，2022年1月宣布斬獲北美頭部汽車制造商價值超10億歐元的訂單，将提供數百萬個采用SiC技術的800V逆變器，并計劃從2025年起，在北美地區生産比對功率子產品的高壓逆變器。
那麼，現階段800V SiC的産業化程序如何？預計800V平台何時會真正落地并大規模上車？其主要面臨的挑戰是什麼？SiC上車有何必要性和重要性？供應鍊配套情況如何？國内SiC供應鍊面臨哪些挑戰？帶着以上這些疑問，集微網近期采訪了緯湃科技新能源科技事業部亞洲區總經理郁昌松。
緯湃科技新能源科技事業部亞洲區總經理郁昌松
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。中汽協釋出的資料顯示，2021年國内汽車累計銷量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%。而且，中汽協預測稱，2022年國内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。
郁昌松指出：“電動化是汽車的未來，從去年中國汽車市場的表現以及今後的預測趨勢來看，沒有人會質疑這一大勢，而且不僅是中國市場，全球市場也是如此。根據各家權威機構的預測來看，到2025年電動化的占有率為40%，到2030年這一數字将超過60%。同時，伴随全球汽車電動化程序提速，預計這些占有率對應的時間節點将提前到來。”
對于未來的電動汽車平台，800V+SiC功率半導體被業界認為是“絕配”組合，緣何如此？郁昌松表示：“其實，矽基IGBT的400V，矽基MOSFET的1200V，也可以滿足800V的應用，但為什麼我們總把800V跟SiC聯系一起，這主要是基于技術層面的考量。相比Si基IGBT，SiC MOSFET應用在800V平台中，能夠産生更高的系統優勢，而且它的開發速度更快，效率更高，可以達到充電快和續航裡程遠的綜合效益，是以800V和SiC的結合是一個最佳的組合。”
郁昌松還補充道：“從系統布局、架構和整個市場綜合來看，我們預計到2025年，800V SiC可能會有15%左右的市場占有率。但因全球汽車電動化提速，這一預想的時間節點也可能提前到來。”
縱觀整個市場，現階段而言，800V SiC這一技術還處于在建設的過程中。正如郁昌松所言，目前整個800V SiC市場屬于新興市場，處于動态變化中，主要是基于不同市場的客戶需求來做相應的調整和适配。例如，有的是解決長裡程問題，有的要解決成本問題，有的是要解決充電問題等等……
在SiC的供應鍊層面，在2020年，緯湃科技（當時的大陸集團）就和羅姆簽訂了合作開發協定。基于緯湃科技對電氣化的沉澱，以及提前的布局，目前來看，其在全球供應鍊上不存在一些核心的困難。郁昌松也談到，“最終的産業鍊穩定有賴于整個行業的布局，不僅是供應鍊端，包括整車以及基建等整套系統，如果這一塊全部打通，800V将有很大的的應用前景。”
有鑒于近兩年，包括汽車晶片和整個供應鍊都面臨諸多挑戰，對于未來市場的發展，緯湃科技也在針對不同的供應鍊提前做一些考量和布局。郁昌松稱，“近兩年，國内市場上确實有很多廠商都在紛紛布局SiC，緯湃科技也在積極對國内SiC供應鍊調研。這最終還是需要看市場的檢驗，因為在SiC的整個系統中，不僅是SiC晶片技術，也包括對它的功能安全、耐久性，以及整車的車規級應用，其實還存在很多技術挑戰有待攻克，是以我們也尚需時間量産”。
确實，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，是以需要靠全産業鍊共同來推進。
以下為訪談主要内容（有删減）：
800V技術平台爆發背後的驅動力，以及有哪些不同的架構配置？
Q：自2021年以來，全球衆多車企紛紛布局800V平台架構，這背後的邏輯和驅動力是什麼？
郁昌松：現在我們确實看到，不僅是中國市場，全球市場上的各大主機廠都在紛紛布局800V的平台，背後主要有兩大驅動力：一是技術的驅動力；另一方面就是以客戶為導向的驅動力。
800V平台最大的優勢是可以滿足終端消費者的需求，解決電動汽車的一些裡程焦慮，且充電快，動力強。而這其實也是新能源汽車特别是純電動汽車在市場推廣上會面臨的障礙，終端消費者的最大顧慮就是如何實作快充，怎樣實作動力強等等。
那麼，從車企的角度，800V可以降低系統的整體成本。例如，它提供更高的充電效率，可以在相同功率下實作更長的續航裡程，或者在相同的續航裡程下，降低對電池能量的要求。
另外，從社會利益角度來看，整體800V的推廣也有積極的影響，能更高效地提高國家電網的電能使用率。
是以，因其優勢十分明顯，全球各大主機廠都在紛紛在推廣800V解決方案，但其中也還有很多挑戰和技術問題需要去主機廠、Tier1和下遊的供應商共同攻關。
Q：現階段而言，衆多主機廠提上日程的還是800V高壓快充。那麼，800V平台主要有哪些不同架構？
郁昌松：雖然說是800V的平台構架，但不同的主機廠可能選擇不同的構架。當然，現階段，大部分車企主要布局快充領域的800V，驅動部件可能還是更多的采用400V，它需要通過電器的轉換實作800V快充，解決裡程焦慮，也有可能會采取一些中間段方案，比如在OBC（車載充電器）這端會采用800V。
還有一種架構是全系列800V，包括驅動電機、電控，以及整個電池包等都會采用800V的系統。那麼，這樣一個系統帶來的就是，效率提升得更快，同時不僅是充電能夠達到快充，整體的性能也會達到最大化。
Q：從400V平台到800V平台，現有的汽車電氣系統或部件會有哪些改變和調整？
郁昌松：800V平台和400V平台最大的差別是，兩者對整個電控系統和電氣系統的要求不一樣。從400V到800V，顯而易見電壓升高了，這就意味着要滿足相同安全等級的話，對其絕緣要求會更高，要滿足相同功率的話，則對它的冷卻效率要求會更高。
電壓平台改變後，其實原來400V平台的某些結構通過不同的升壓也可以用。但如果所有的電氣結構都采用800V配置的話，可能原有400V平台的很多部件都需要重新設計，重新驗證，以及技術的攻關，比如絕緣和冷卻系統，甚至EMC系統都需要重新驗證。這就需要系統性的調整，800V會有更高的耐壓，從電子控制這塊，對功率器件、驅動電機以及電池管理系統都會有相應的調整。
800V系統中功率器件的成本上升，但系統成本降低？
Q：對于800V系統而言，哪些部件的成本會增加，增加的比例是多少？系統成本大緻能夠降低多少？
郁昌松：這些都需要基于不同的配置，配置不同，成本計算自然也不一樣。是以，這其實很難給出一個很精确的數值，因為它是一個系統的整合，以此找到一個最優解。然後基于主機廠或不同的系統內建商，他們的着眼點到底是什麼，但最終市場都要看系統成本。
但為什麼總說800V能夠降低系統成本，比如800V跟400V的差別，主要是來自于800V需要的電流可能會更小，因為功率P=UI，電壓高了，其對裡面的電流的要求就會低，但是同時也會有一些其他的技術問題需要攻克。
就我們現在來看，功率器件部分的成本是上升的。同時對開關部件要求也提高了，對裡面的電子線路、絕緣的要求都提高了，這部分的成本會增加。但是對電池系統，以及整車的效率，甚至可以說通過這樣的組合和搭配，最終能夠在相同的耗電量下實作更長的裡程。
另一方面較為關鍵的是，目前整個市場屬于新興市場，還是比較動态的，主要是基于不同市場的客戶需求來做相應的調整和适配。最終用戶端的要求是不一樣的，有的是解決長裡程問題，有的要解決成本的問題，有的是要解決充電的問題等等。
在這一市場需求下，緯湃科技就是基于不同的系統配置，都可以提供全系列的解決方案，包括新一代電驅系統EMR4也是可以相容400V到800V，電機也可以相容油冷和水冷。
到2025年，800V SiC或有15%的市場佔有率，這一時間點或還提前？
Q：原有基于Si基的功率子產品是否能滿足新高壓平台的要求？SiC上車是否會成為高壓平台的必然選擇？
郁昌松：矽基IGBT的400V，矽基MOSFET的1200V，也可以滿足800V的應用。但為什麼我們總把800V跟SiC聯系一起，這主要是基于技術層面的考量。相比Si基IGBT，SiC MOSFET應用在800V平台中，能夠産生更高的系統優勢，而且它的開發速度更快，效率更高，可以達到充電快和續航裡程遠的綜合效益，是以800V和SiC的結合是一個最佳的組合。
Q：從Si基的IGBT切換到SiC的MOSFET，是否會因電動化的程序加快而快速切換？
郁昌松：是的，整個市場變化是比較快的。從系統布局和系統架構以及整個市場綜合來看，到2025年，800V SiC可能會有15%左右的市場占幅。同時目前市場正在用的400V的系統，一定也會占有相應的市場佔有率。
同時我們也需要去看看未來幾年的市場發展趨勢，有可能這個趨勢來的會更快。我們之前的預測是到2025年SiC才能大批量生産，但是因為現在整個行業都在推動SiC的發展。是以，批産的時間點會比2025年來得更快，因為大家都在投入整個行業鍊，整個供應鍊也都在做相應的準備。
而且，半導體的價格也跟前幾年不一樣，是以這部分可能最終還是基于用戶端，最終主機廠如何找到一個最佳的盈利點。最終基于整個用戶端的系統內建以及基建的準備才能看到大批量上市。
如何保障供應鍊穩定，以及國内SiC供應鍊的發展如何？
Q：如何看待800V SiC上車的前景？目前面臨哪些困難和挑戰？
郁昌松：對這個行業來講，800V SiC這一技術仍處于建設階段。對于緯湃科技而言，我們在布局800V時，也做了很多的調研。
在2020年，我們就和羅姆簽訂了合作開發協定。目前來看，基于對電氣化的沉澱，以及提前的布局，我們在全球供應鍊上不存在核心的難題。
最終的産業鍊穩定有賴于整個行業的布局，不僅是供應鍊端也包括整車以及基建。這是一整套系統，如果這一塊全部打通，800V将有很大的的應用前景。
Q：自2020底以來的缺芯重創汽車産業鍊，那麼緯湃科技在保障SiC供應鍊穩定方面有何舉措？
郁昌松：短期來看，晶片供應鍊短缺是整個行業的問題。這是整個晶圓、晶片長周期的性質決定的。短期來看，産能這塊其實很難解決問題。
着眼未來，除了與羅姆的合作，去年年底，我們和加拿大氮化镓系統公司也簽訂了相應的合作協定，為未來布局更多的技術儲備、技術開發。
Q：緯湃科技在采用SiC子產品時，是否會考慮本土的供應商和供應鍊？以及如何看待國内SiC供應鍊的發展與前景？
郁昌松：我們也在積極對國内的供應鍊進行一些調研，這幾年國内這塊的供應鍊發展速度非常快速。這幾年晶片和整個供應鍊都面臨諸多挑戰，對于未來市場的發展，我們也需要針對不同的供應鍊提前做布局。
另一方面，國内市場上确實有很多廠商都在紛紛布局SiC，最終可能還是需要看市場的檢驗。因為在碳化矽的整個系統中，不僅是SiC本身晶片的技術，也包括對它的功能安全、耐久性，以及整車的車規級應用，還存在諸多挑戰，很多技術難度仍待攻克。
目前的市場布局，的确是需要看未來在整車應用上是否能符合大批量生産。但現階段而言，這一塊是一個非常熱門的行業，大家都在提前做布局和準備。
（校對/Carrie）