2.1.新能源车是 SiC 器件应用的最大驱动力，或迎替代机遇
2.1.1. 角度一： SiC 电驱系统抢先上车，体积、损耗有效下降
SiC 功率器件做电驱，电力损耗有效下降。新能源汽车系统架构中涉及到功率半 导体应用的组件包括：电机驱动系统、车载充电系统（OBC）、电源转换系统（车 载 DC/DC）和非车载充电桩。其中电驱是 SiC 功率器件最主要的应用部位，行 业内也都率先在电驱采用 SiC 器件。 根据美国能源部对纯电动车Nissan-Leaf的能耗分析，电驱能量损耗约为16%， 其中功率器件占其中的 40%，因此，电控里功率器件能量损耗约占整车的 6.4%。 若使用 SiC 器件，通过导通/开关等维度，总损耗相比硅器件下降 70%，全车总 损耗下降约 4.48%，也相当于相同的电池容量下行驶里程提升比例。 据汽车之家拆分，动力电池占纯电动汽车总成本的 40%-50%，假设某中高端电 动车价格为 20 万元，电池成本约 8-10 万元，如以 SiC 方案提升里程 5%计算， 相同性能的产品条件下，仅电池系统就为总成本节省 4000-5000 元。
采用 SiC 可减小电力电子系统体积、减少能量损失。SiC 模块可以在实现 50kHz 以上的高频驱动（传统 IGBT 模块无法实现），推动电感等被动器件的小型化。 另外，IGBT 模块存在开关损耗引起的发热问题，只能按照额定电流的一半进行 使用，而 SiC 模块开关损耗较小，即使在高频驱动时也无需进行大幅的电流降 额，散热系统要求也相对较低，同样减小了 SiC 器件的体积。采用 SiC 模块可 以加速高集成、高密度三合一电驱的推进，实现系统性体积的缩小，进而带来风 阻（占驱动损耗的 1/3）的减小，促进能量损耗进一步降低。
使用 SiC 并未增加整车成本。虽然 SiC 器件成本高于硅基器件，但使用 SiC 器 件可以降低系统体积、降低电池损耗、提升续航里程，从而促进整车成本的降低。 据 Wolfspeed(Cree)测算，在新能源汽车使用 SiC 逆变器，可以提升 5%-10% 的续航，节省 400-800 美元的电池成本，与新增 200 美元的 SiC 器件成本抵 消后，还能实现 200-600 美元的单车成本节约，未来，随着 SiC 规模化量产之 后，成本有望逐步降低，将为整车成本创造更大空间。
SiC 在城市工况、电池容量大、电压低的方向上能够提升更大系统效率。一方面， 电池基础容量越大，可以提升的绝对里程数就越多；锂电池成本越高，可以节省 的单位电池成本越大。另一方面，在固定电池电压后，电池功率近似跟输出电流能力成正比，输出电流能力近似跟芯片的使用数量成正比，功率约高则相应使用 SiC 器件越多，替换成本越高。此外，越是处于频繁开关/频繁刹车加油的低速工况下，获得的效率优势就更高， 所以在城市工况中运行，使用 SiC 器件带来的效率提升的优势更加明显。2018 年特斯拉在其 Model3 车型首次将 Si IGBT 换成了封装尺寸更小的 SiC 模块， 使开关损耗降低了 75%，系统效率提高了 5%，续航里程提升 5-10%。
2.1.2. 角度二：电动汽车架构向高压过渡，成为 SiC 上车催化剂
补能时间长是新能源汽车的最大痛点。如今车企推出的电动汽车续航多在 500km 上下，甚至高达 700km，和普通燃油车续航里程接近，续航已不再是最 大负累。但是电动车还是面临里程焦虑的问题，主要原因还是燃油车加油时间仅 为 15 分钟，而电动车快充至少需要 60 分钟，在高峰期充电排队等候时间亦进 一步拉长。
续航越高、充电效率越高，电动车在通勤中耗时与燃油车约接近。根据《Enabling Fast Charging:A Technology Gap Assessment》做的一项实验：在 525 英 里（1 英里=1.6 公里）的旅程中，普通燃油车只需要加油一次，总耗时 8 小时 23 分钟；而续航 300 英里 400KW 的直充电动车单次充电仅需 23 分钟，旅途 总计耗时 8 小时 31 分钟，整体耗时不输燃油车。
根据 P=UI，提升充电效率的方向有二，提升电压最佳。根据发热量公式 Q=I²Rt， 提升电流模式充电过程会产生大量热量，对汽车散热系统和热管理有更高的要求。 在用大电流充电时，还会导致极化现象出现、电池内部化学反应不充分，对于电 池的伤害较大。此外，大电流模式的应用场景有限制，目前大电流模式仅在 10%- 20%SOC 进行最大功率充电，在其他区间充电效率也有明显下降。而提升电压 模式除了减少能耗、提高续航里程外，还有减少重量、节省空间等优点，是目前 厂商普遍采用的模式。
相同功率下高电压比大电流更优。华为分别测算了高电压 800V/250A，大电流 400V/500A，相较基准 400V/250A 的电池系统成本和整车成本变化，高电压 架构下整车成本的上升不足 2%，比大电流方案更优。根据戴姆勒奔驰研究，在 800V 高压平台采用 SiC 模块较硅基 IGBT 模块整车低了 7.6%的能耗，相比中 低压能耗降低更多。
越来越多汽车厂商布局 800V 平台。受限于硅基 IGBT 功率元器件的耐压能力， 之前电动车高压系统普遍采用的是 400V 电压平台。如今，高压快充路线受到越 来越多主机厂的青睐，先是保时捷 TaycanTurboS、小鹏，随后现代、起亚等国 际巨头，比亚迪、长城、广汽等国内主机厂也相继推出或计划推出 800V 平台， 高压快充体验将会成为电动车市场差异化体验的重要标准。未来，随着市场对续 航里程、充电速度要求的提高，电动车电压有望升至 800V-1000V。
高压架构未来向中小车型渗透。根据车型划分，可将乘用车划分为 A00、A0、 A、B、C 级车等多个级别。根据各车企官网数据，A 级以下微型或小型车型普 遍采用低压系统，而在 B 级/C 级中大型车型中，高压平台逐渐普及。长期看快 充对于中小车型亦是刚需，800V 架构升级具备长期趋势。
高电压平台需要各部件耐高压、耐高温，将导致 SiC 器件的替代需求显著增长。 高压平台看起来只是升高了整车的电压，但对于技术的开发和应用，却是“牵一 发而动全身”的系统工程。 1）电机电控：800V 平台要求下，硅基 IGBT 的开关/导通损耗将大幅升高，而 SiC 器件在耐压、开关频率、损耗等多个维度表现优异，因此电机控制器需要采 用 SiC MOSFET 代替硅基 IGBT。 2）车载 OBC：主流功率从 3.6kW、6.6kW 升级到 11kW、22kW，并向双向 逆变升级。双向 OBC 不仅可将 AC 转化为 DC 为电池充电，同时也可将电池的DC 转化为 AC 对外进行功率输出，需要使用 SiC 器件。 3）DC/DC：直流快充桩原本输出电压等级为 400V，可直接给动力电池充电， 但车系统平台升级为 800V 后需要额外的升压产品使电压能够上升到 800V，配 合 OBC 给动力电池进行直流快充。此外，DC/DC 转换器还可将高电池电压转 换为低电压，为动力转向系统、空调以及其他辅助设备提供所需的电力，同样需 要耐高压材质的 SiC 器件。 4）空调压缩机：由电动机驱动，为系统提供主动制冷/热的动力，在汽车热管理 系统中处于重要地位，随着动力源向更高电压切换，SiC 器件有很大的优势。
实现大功率快充的高压系统架构共有三类，全系高压快充有望成为主流架构。 1）全系高压，即800V 电池 800V 电机电控 800V OBC、DC/DC、PDU 800V 空调、PTC。全系高压的优势是能量转化率高，但是短期成本较高，但长期来看， 产业链成熟以及规模效应具备之后，整车成本下降。 2）部分高压，即 800V 电池 400V 电机、电控 400V OBC、DC/DC、 PDU 400V 空调、PTC。部分高压的优势是基本沿用现有架构，仅升级动力电 池，车端改造费用较小，短期有较大实用性，但是能量转化率没有全系高压高。 3）全部低压架构，即 400V 电池（充电串联 800V，放电并联 400V） 400V 电机、电控 400V OBC、DC/DC、PDU 400V 空调、PTC。其优势是短期成 本最低，但是对充电效率提升有限。
高压将进一步加速主驱、OBC 和 DC/DC 的 SiC 渗透率提升。以 22kW 800V 双向 OBC 为例，从 Si 转到 SiC 设计，因从一个三电频降到两电频开关拓扑， DC 端器件数量从 16 颗到降到了 8 颗器件，驱动电路、pcb 板面积也减半，同 时提高了运行效率，替换具有显著优势。根据 CASA 预测，SiC 功率器件渗透 率将在电机逆变器及 DC/DC 器件中持续增长。
