碳化硅模块：为何成为新能源电力汽车的“必选项”

01 新能源汽车的“心脏”——SiC模块
随着全球对减碳目标的共识，新能源汽车（EV）正成为汽车行业的重要发展方向。与传统内燃机汽车相比，电动汽车具有更高的能源效率和更长的续航里程。而在这一趋势中，碳化硅材料 （Silicon Carbide, SiC）发挥了至关重要的作用。

02 为什么是碳化硅？

要理解碳化硅在新能源汽车中的重要性，首先需要认识到其独特的物理和化学性质。作为一种半导体材料，碳化硅的电导率远高于传统的硅，这使得它在高温和高电压环境下仍能保持较低的电阻。此外，碳化硅还具有出色的热稳定性和化学惰性，能够承受极端的温度和腐蚀性环境，这在汽车应用中尤为重要。

碳化硅器件在电动汽车中的应用主要包括电机驱动逆变器、车载电源系统等。这些器件能够在高电压和大电流下工作，同时保持较小的体积和重量。这对于提升电动汽车的整体能效和续航里程至关重要，同时也有助于减轻车辆的重量和降低能耗。

除了在电动汽车中的应用，碳化硅还广泛应用于其他节能领域，如太阳能逆变器、风力发电等。在这些领域中，碳化硅同样展现出了优异的性能，成为了节能应用的理想选择。

全球“双碳”目标推动新能源汽车渗透率提升，中国计划2035年新能源车保有量达2-3亿辆，直接拉动碳化硅需求。两会期间，新能源电动汽车的话题更是热度高居不下，可以预见未来几年碳化硅市场依旧大受欢迎。

03 “降本增效”仍是行业关键

尽管碳化硅材料具有许多优异的性能，但其高昂的成本一直限制了其在大规模生产中的应用。降本增效是企业追求经济效益最大化的必然选择，也是推动产业升级和可持续发展的重要途径。近年来，随着制造技术的不断进步和规模化生产的实现，碳化硅器件的成本逐渐降低，这为其在新能源汽车领域的广泛应用奠定了坚实的基础。

随着SiC成本的下降以及汽车性能需求的提升，SiC上车的趋势已经无可避免，那么如何去尽可能大的发挥出SiC高频高压的特性，就需要在封装形式上做进一步的优化。

主流的封装形式有很多，市面上常见的有灌封HPD模块 、塑封HPD模块，特斯拉-ST的T-pack，以及用量相对较少的Empack，DCM等。为了实现功率器件上更大程度实现降本增效，新一代嵌入式芯片封装方案——嵌入式PCB封装方案应运而生。

嵌入式PCB的设计和应用，正是为了最大化地利用高热导率、高击穿电压和高频特性等特性，使碳化硅模块能够承受更高的电流和电压，同时保持较低的能量损耗，由此进一步提升整个模块的性能。

► 印刷电路板（PCB）天然具有以下优异的电气性能：PCB可以进行多层布线，通过控制线间距及层间距减少EMC的影响，绝缘材料可以满足400~1000V高压绝缘的要求，并且埋入PCB的电子器件可以通过高散热材料和合理的散热层设计达到优秀的散热性能。这些性能优势使得PCB嵌入功率芯片技术用于功率模块封装设计具有极大的性能潜力。