小米汽車一再拼命推廣碳化硅將成為新能源汽車的標(biāo)準(zhǔn)，讓這項技術(shù)受到大家的關(guān)注。

在此之前，智己借勢營銷被小米汽車“窮追猛打”，反而大力宣傳“小米” SU7 Max 前后電機都是碳化硅。小米汽車產(chǎn)品經(jīng)理因為自己的錯誤參數(shù)，在網(wǎng)上辟謠說:“小米SU7是全球碳化硅，不僅前后驅(qū)動都是碳化硅，就連車載充電機也是。(OBC)和熱管理系統(tǒng)的壓縮機都使用碳化硅。

隨著兩家車企“拉”的回合越來越多，業(yè)界對碳化硅的關(guān)注度也越來越高。甚至引起了投資者的關(guān)注。就在事件發(fā)酵的第二天，有投資者在投資問答網(wǎng)站上詢問相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè):“你們公司的碳化硅生產(chǎn)設(shè)備和碳化硅產(chǎn)品是否應(yīng)用于小米汽車？”這一次，長期沉默在輿論中的碳化硅再次引起了市場的關(guān)注。

到底什么是碳化硅？什么是新能源汽車的黑技術(shù)？

小米汽車隱藏的“黑科技”

小米汽車堅持強調(diào)“全球碳化硅”的理念，不禁讓人好奇:碳化硅在這場新能源汽車盛會中扮演著什么獨特的角色？

小米SU7是碳化硅技術(shù)的大成者。根據(jù)公開信息，SiC內(nèi)部的SiC 無處不在的MOSFET元件。碳化硅芯片配備了主驅(qū)動、車載電源、熱管理功能和充電網(wǎng)絡(luò)。小米SU7的單電機版本大約嵌入了64個SiC芯片，主驅(qū)部分約36個，OBC約14個，高壓DC-DC轉(zhuǎn)換器約8個，空壓機電控約6個；但是在雙電機版本中，這個數(shù)字更是翻倍到112個，各部分分布更加密集。值得注意的是，充電樁、PTC等其他應(yīng)用領(lǐng)域還沒有計算出來。

小米汽車所選擇的碳化硅功率設(shè)備供應(yīng)商，主要來自行業(yè)巨頭聯(lián)合電子和英飛凌。 伴隨著碳化硅“登車”的成功，一個新的行業(yè)共識悄然形成： 碳化硅功率裝置一旦被選中，就像是貼上了高性能、高檔的專屬標(biāo)簽。 隨著這類車型價格的上漲，觸及30萬甚至100萬元的水平，甚至一些正在開發(fā)的高端車型至少會配備一套碳化硅動力平臺作為主要備選方案。

小米SU7性能備受青睞，這一切背后，碳化硅怎么能給新能源汽車如此強大的賦能效果？

碳化硅的故事始于一個多世紀(jì)前的1905年。起初，諾貝爾獲得者亨利·莫桑將其1893年發(fā)現(xiàn)的天然碳化硅命名為莫桑石，其純成分為100%。 SiC(碳化硅)。此后，莫桑石開始進入寶石市場，成為理想的鉆石替代品。

然而，1955年，LELY提出了高質(zhì)量的碳化硅生長方法，真正讓碳化硅走向電子材料舞臺中心的轉(zhuǎn)折點；1987年，科銳(現(xiàn)更名為Wolfspeed)創(chuàng)造了世界上第一個商用碳化硅襯底，并應(yīng)用于LED領(lǐng)域；2001年，英飛凌和科銳（Wolfspeed）每個人都推出了第一個小型碳化硅肖特基二極管；到2011年，科銳發(fā)布了第一款商用碳化硅功率MOSFET，碳化硅逐漸完成了從默默無聞到備受關(guān)注的美麗蛻變。

碳化硅以其自身的優(yōu)勢，從配角一躍成為各大汽車公司爭相追逐的寶貴資源，在新能源電動汽車這一風(fēng)口。

而且真正把碳化硅推向巔峰的關(guān)鍵人物，非馬斯克莫屬。 2018年，面臨控制特斯拉生產(chǎn)成本挑戰(zhàn)的馬斯克毅然選擇了碳化硅路線。雖然成本很高，但在Model中 在主逆變器中，24個碳化硅是由意法半導(dǎo)體制成的。(SiC)功率模塊MOSFET。

事實證明，與傳統(tǒng)的IGBT模塊相比，SiC芯片可以在逆變器中提高5%-8%的效率，逆變器的效率可以從82%提高到90%。同時，SiC設(shè)備在高溫環(huán)境下具有更好的穩(wěn)定性和耐久性。即使溫度高達200度，仍然可以保持正常的功率輸出，保證長期高效運行。。根據(jù)Wolfspeed的數(shù)據(jù)，在逆變器中使用SiC設(shè)備后，不僅可以有效地縮小整體體積，減輕重量，降低成本，而且可以提高5%-10%的車輛續(xù)航能力。

尤其在800V高壓技術(shù)的推動下，碳化硅開啟了新能源電動汽車產(chǎn)業(yè)的新篇章。

特斯拉率先火熱碳化硅

2016年，特斯拉向世界投擲了一枚震撼彈?！狹odel 3問世，由于價格低于40000美元，續(xù)航能力卻直追旗艦車型Model 90%的S，讓業(yè)界驚嘆不已。

然而，真正引起同行競相探索的秘密武器，并不是顯眼的設(shè)計或車身設(shè)備，而是隱藏在電驅(qū)動系統(tǒng)心臟中的48個神秘芯片——碳化硅MOSFET功率芯片。

在電動汽車的世界里，動力電池的輸出是DC，而電機的運行取決于交流電。因此，逆變器負責(zé)完成這一非常重要的電能形態(tài)變化。在此過程中，轉(zhuǎn)換效率直接影響電動汽車的續(xù)航里程。像革命性的嘗試一樣，特斯拉大膽地拋棄了傳統(tǒng)的硅基IGBT，然后擁抱了碳化硅MOSFET。根據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)，與硅基IGBT版本相比，配備碳化硅MOSFET的電動汽車的續(xù)航能力可以提高5%-10%，消耗量急劇下降75%，整體系統(tǒng)效率提高5%。％。

雖然硅基IGBT曾經(jīng)是主流選擇，但由于其轉(zhuǎn)換效率低、熱度明顯等問題，制約性能成為瓶頸。制造商通常需要投入昂貴的成本來建立一個高效的制冷系統(tǒng)[1]。相比之下，碳化硅MOSFET就像一顆璀璨的新星，以其體積小、熱度極低、導(dǎo)熱性能優(yōu)異而脫穎而出。即使其材料成本約為硅材料的5-6倍，但最終完成了整體成本的大幅降低，生動地詮釋了“材料優(yōu)勢勝于工藝努力”的經(jīng)濟規(guī)律，因為它可以減輕制冷系統(tǒng)和電池尺寸。

經(jīng)過精確計算，雖然與硅基IGBT相比，碳化硅MOSFET的單一成本增加了1500元左右，但在整車上可以節(jié)省近2000元的成本。在同樣的續(xù)航里程下，碳化硅技術(shù)甚至可以為一輛電動汽車降低750美元的電池成本。

特斯拉的創(chuàng)新就像一塊石頭激起了千層浪，引領(lǐng)了碳化硅從小眾走向主流。當(dāng)特斯拉Model 3首次啟用碳化硅MOSFET后，原本名不見經(jīng)傳的Wolfspeed(前身是CREE)瞬間躍升為全球碳化硅領(lǐng)域的霸主，2020年，其在車輛所需的導(dǎo)電型碳化硅市場份額將占據(jù)驚人的60%。

看到特斯拉的成功實踐，國內(nèi)很多新能源汽車公司都不甘落后，紛紛加入產(chǎn)品升級的浪潮。 比亞迪首次將碳化硅功率模塊引入其高端車型“漢”的電機控制器，隨后，蔚來在2021年發(fā)布的ET7中使用了碳化硅材料，到2022年，小鵬G9還配備了碳化硅電驅(qū)動平臺。

2023年，仰望和理想宣布進入800V快充市場，再次點燃碳化硅市場的熱情。理想自主開發(fā)了800V高壓平臺和5C電池，而仰望則推出了以四電機獨立驅(qū)動為核心的易四方平臺。所有車型均標(biāo)配碳化硅電控，最高效率高達99.5%。

然而，隨著碳化硅需求的急劇增加，價格也在上漲，原本幫助汽車公司降低成本的工具似乎逐漸成為成本壓力。這時，當(dāng)特斯拉CEO馬斯克在中國汽車公司全力提高產(chǎn)量時，他似乎聽到了市場的警鐘。

他在2023年投資者日做出了一個令人瞠目結(jié)舌的決定:他宣布將在每輛特斯拉汽車上減少75%的碳化硅用量，以應(yīng)對業(yè)界對碳化硅產(chǎn)能競爭的考驗。

被打入冷宮還是因為成本？

碳化硅（SiC）曾經(jīng)備受關(guān)注的它發(fā)展迅速，成為業(yè)界關(guān)注的焦點，但又迅速被特斯拉打入冷宮。

BelGaN BV的掌舵人周貞宏在回憶2015年至2016年的投資歷程時感嘆:“當(dāng)時我們在碳化硅領(lǐng)域處于困境，沒有人問，也不知道什么時候會迎來市場爆發(fā)。碳化硅雖然不是什么新鮮事，但早期的應(yīng)用市場規(guī)模極其有限。”

數(shù)據(jù)證明了這個發(fā)展過程。2019年，全球SiC市場估值僅為5.41億美元，而SiC在巨大的全球半導(dǎo)體市場中占有約4123.07億美元的份額，SiC所占的份額很小。但轉(zhuǎn)眼間，到了2021年，碳化硅產(chǎn)業(yè)就像化繭成蝶，許多廠商紛紛趕上這趟軌道列車，體驗碳化硅帶來的豐厚收益。

以意法半導(dǎo)體為例。根據(jù)蓋世汽車之前的報道，其2022年的財務(wù)報告顯示出強勁的增長勢頭。擁有82家碳化硅客戶，在汽車和工業(yè)碳化硅領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了7億美元的利潤。預(yù)計2023年將突破10億美元的大關(guān)，其中2022年新增項目60%面向汽車客戶。與此同時，國內(nèi)企業(yè)東尼電子也在2022年迎來了業(yè)績井噴，年凈利潤增長率高達199.28%至229.20%，利潤率大幅擴大。

伴隨著800V技術(shù)的強勁崛起，2023年碳化硅產(chǎn)業(yè)的浪潮更加激烈。 截至上半年，全球已有40款配備碳化硅技術(shù)的車型投入量產(chǎn)并開始交付。上半年，全球碳化硅車型銷量超過120萬輛。下半年，800V車型中碳化硅車型的滲透率逐月上升，從15%一路攀升至45%。全年國內(nèi)乘用車車主的碳化硅模塊滲透率也達到了10.7%左右。

就在碳化硅風(fēng)光無限的時候，曾經(jīng)大力推崇并將其推向輿論漩渦的特斯拉創(chuàng)始人馬斯克宣布，下一代特斯拉車型的碳化硅晶體管使用量大幅減少75%。這句話一出來，就像一塊石頭驚呆了，震撼了全球主要碳化硅供應(yīng)商的股價市場。

當(dāng)天，安森美半導(dǎo)體和意法半導(dǎo)體等外國廠商的股價收盤下跌約2%，碳化硅芯片廠商Wolfspeed股下跌7%；在國內(nèi)廠商中，天岳先進跌幅超過10%，而東尼電子則遭受跌停，天富能源、晶盛機電等股票也遭受了較大跌幅。

由于碳化硅零件的成本相對較高，馬斯克決定拋棄碳化硅。 對當(dāng)時正處于價格戰(zhàn)漩渦中，努力控制成本的特斯拉來說，碳化硅的成本壓力無疑是無法承受的。

根據(jù)東吳證券的研究報告，如果特斯拉全面選擇碳化硅，估計每兩輛特斯拉純電動汽車平均需要一個6英尺的SiC晶圓。每年生產(chǎn)100萬臺Model 根據(jù)3/Y計算，特斯拉每年需要的6英尺晶圓數(shù)量將超過50萬片，而全球SiC晶圓的年產(chǎn)能僅為40萬至60萬片，這意味著特斯拉單個企業(yè)的需求幾乎可以消耗全球所有現(xiàn)有的碳化硅產(chǎn)能。

另外，價格差距的差距也是一個不容忽視的因素。據(jù)悉，當(dāng)時一個SiC芯片的價格比傳統(tǒng)硅芯片高十倍左右，特斯拉Model 3逆變器用碳化硅代替IGBT功率器件后，采購成本飆升近1500元。盡管目前SiC的價格有所下降，但與同樣的硅器件相比，SiC芯片的價格仍然很高。

馬斯克在接受現(xiàn)實和未來的挑戰(zhàn)后，毅然選擇了一條更務(wù)實的道路——在特斯拉的整車應(yīng)用中逐漸減少碳化硅的用量，這個決定看似翻轉(zhuǎn)，實則是特斯拉在技術(shù)創(chuàng)新和成本效率平衡過程中的戰(zhàn)略選擇，而不是否認(rèn)碳化硅是正確的技術(shù)路線。

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