傳遞科技背後的思考
漢作為比亞迪衝擊高階的首款產品,從釋出以來就受到眾多關注。
然而從7月上市以來,漢一直處在比較尷尬的產能困境,由於產量不足訂單交付週期很長。
影響產能的因素很多,從刀片電池的供應,到比亞迪對漢的銷售預期。然而有一個原因很特別,這個原因隻影響漢EV四驅高效能版的產能。這就是漢的後驅電機控制器所必須的SiC晶片。
今天我們就來說說這顆特別的晶片,這顆晶片的全稱是SiC MOSFET。
SiC是碳化矽的簡稱,是第三代半導體材料。MOSFET是金氧半導體場效應電晶體的簡稱。MOSFET本質上就是一個電子開關。SiC MOSFET就是以碳化矽為基底製成的MOSFET,在新能源領域一般就簡稱SiC。
這個SiC有多重要呢?它是漢後驅電機控制器裡面必不可少的開關功率器件。沒有它控制器就不能將電池的直流電逆變成三相交流電,電機也就無法工作。漢的後驅電機控制器使用的是由6顆SiC組成的控制模組,如下圖:
有讀者可能會問,你為啥說後驅電機控制器必須要用這個SiC,前驅電機控制器難道不需要麼?
對,漢的前驅電機控制器沒有用SiC,它用的開關功率器件叫做IGBT,就是俗稱電動汽車CPU的那個IGBT。IGBT是以矽(Si)為基底製成的,屬於第一代半導體材料。所以前驅版本的漢產能不受SiC影響。
SiC的優勢業界第一個採用SiC的是特斯拉,Model 3的前後電機控制器都使用SiC。比亞迪是第二個採用SiC的廠家,漢後驅電機控制器採用SiC。其他品牌包括保時捷的電動汽車,採用的都是IGBT。
SiC作為第三代半導體,顯然是有自己的優勢,要不然特斯拉和比亞迪也不會使用。中國更是在十四五期間推出政策大力扶植第三代半導體產業化。
SiC相比IGBT優勢很明顯:SiC的開關損耗更低,所以更省電;SiC的開關速度更快,所以頻率更高;SiC器件的體積更小,適合做電驅電控一體化。
這些優點放到電動汽車上就是,更省電、速度更快,更省空間!
而且SiC代表著功率半導體的未來。
這樣看起來SiC香不香?真香!
那為啥其他廠家都不用?
呃,這是個嚴肅的問題!
原因就是,SiC除了有優點,它也有缺點啊!
SiC的缺點首先,SiC成本高,價格貴!
新東西成本高是一定的。特斯拉能用SiC,主要是因為有銷量做背書。特斯拉採用的SiC和比亞迪有些區別,Model 3的一個電機控制器需要24顆SiC,也就是說它的4顆SiC並連,作用和漢的一顆SiC一樣。意法半導體和英飛凌是特斯拉SiC的主要供應商。
特斯拉Model 3 SiC MOSFET器件
按照Model 3年銷量30萬輛(假設一半為雙電機)算,一共需要採購1080萬顆晶片,這個採購量足以讓特斯拉和供應商談判。
全球除了特斯拉,還有哪家車企有這個銷量?其他車企估計英飛凌連談價的意願都沒有。
而比亞迪為啥能用,因為比亞迪自己產SiC呀,不需要去談判。而且比亞迪半導體巴不得自己的產品被使用。不能商用就沒法量產,沒法量產就沒有技術進步的可能,怎麼去追趕國際巨頭。所以某種程度上來說漢也是一個試驗品,SiC和刀片電池都是首次量產。
其次,SiC的生產工藝不穩定,產能低。
SiC基板的開發全流程,包括裝置/工藝/處理/切割等都需要新的生產工藝和生產裝置,這是所有廠家的最大瓶頸。
碳化矽相比矽而言,生長慢, 產量低;生長週期長過程不好控制所以良率也低;晶圓材料品質參差不齊,這些都制約著SiC的整體產能。國外的產業形成時間更早,上下游更完善,所以比國內情況還好一些。
但是總體而言,SiC也還是剛剛起步,所以不可能馬上大量應用。
最後,SiC器件的可靠性資料不足
生產工藝的不成熟,決定了SiC的可靠性要比IGBT的成熟度差很多。所以大多數車企也不敢貿然使用,否則出了問題連分析的能力都沒有,怎麼辦?
電子器件可靠性是一個累計的過程,不可能一蹴而就。從這個角度看,特斯拉和比亞迪也算是新能源領域的英雄。
隨著應用案例的增加,SiC器件也必然更加成熟,過幾年可能國內高階一點的車型就會開始廣泛使用了。據說蔚來的第四代電機將採用SiC。
比亞迪現在的困難關於漢四驅高效能版本的產能問題,大家清楚一些了吧。
SiC不是唯一原因,但也是一個重要原因。
比亞迪面對的困難主要是:
1、和特斯拉有相對成熟的供應商相比,比亞迪選擇了支援自己的半導體事業,所以也註定要走更多的彎路。羅馬不是一天建成的,晶片也不是一天能造好的。該走的路,該趟的雷,都得去經歷。所以想讓比亞迪一下把SiC的產能提上來,也不現實。
2、和特斯拉相比,比亞迪採用的單個SiC MOSFET更大,可以理解為一個抵四個。所以單個SiC要承受的電流更大,而且面積更大。沒有一個方案是完美的,這個方案有優勢,但是也有缺點。缺點就是良率更難控制。
這也可以形象地描述為,比亞迪一方面摸著石頭,一方面試圖彎道超車過河。
這難度可想而知,所以比亞迪SiC的產能怎麼能高呢?
作為比亞迪第一款高階車型,漢承載得東西很多。
刀片電池、SiC、品牌......
希望漢能夠挺過來,用銷量和品質來證明自己是真正的高階!
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總得來說,比亞迪進步空間還很大,希望繼續加油
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說到了關鍵2點刀片電池和碳化矽晶片 2者都會影響產能 刀片電池年底隨著重慶璧山弗迪動力電池廠的擴產 產能會上來 明年就剩碳化矽電控晶片了
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支援比亞迪!自己能設計能製造就不怕別人卡脖子
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比亞迪太棒,不讀這篇文章,真不知道比亞迪的電車這麼多的高階部件都是中中國產的,相比一些車企特別是國企的買買買,拿來主義沒有自主的些東西,我們中國人必須得支援比亞迪,,,,支援比亞迪就是支援全自主,加油比亞迪,
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有深度的介紹,看好比亞迪
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比亞迪的研發團隊那是非常強大的!
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電池晶片都是比亞迪自己的,活該比亞迪賺錢!
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新能源只支援比亞迪,科技是第一生產力,新勢力那些高售價的組裝車和不計成本的服務只是偽高階,有自己出色的核心技術才能在長久競爭中不被淘汰,希望比亞迪繼續加油,未來如果換新能源車首選比亞迪
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我靠 byd居然晶片也自己造啦
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之前國內沒有形成這種晶片生產製造環境,被國外卡脖子也是正常,什麼東西都是買買買,要是像研發疫苗似的我覺得這都會逐漸解決,技術領先才能進步,一刀切和打壓民族產業是社會的普遍現象,中國人自省不被利益驅使才能進步,窩裡鬥早晚會國破家亡
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多搞點電池出來,產能跟上了,中中國產的其他新能源也可以用上比亞迪的刀片電池那就好了競爭力槓槓滴
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希望比亞迪繼續做強做大,中中國產品牌之光
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國貨民族品牌,自主研發製造值得每個中中國人為自主品牌點贊支援!
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言之有物,深入淺出,好文
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支援比亞迪!也看好比亞迪!
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看來只能指望華為了,只有華為才能拯救比亞迪的晶片。讓給華為做這個晶片肯定很厲害。只有華為是真正的高科技企業全產業鏈技術。支援華為。全家都用華為手機。
這文章是我看過最中肯的,也是最真實的。