前段时间，Tesla Model3.拆解分析在业内确实很受欢迎。现在我们结合最新的市场进展，针对碳化硅SiC器件，来了解一下SiC器件未来的需求。

我们从前段时间的报得知:

目前Tesla的SiC MOSFET仅用于主驱逆变器电力模块，共24颗，拆开包装每颗2个SiC裸晶(Die)所以共48颗SiC MOSFET。除此之外，其它包括OBC、一辆车配两个一般充电器、快速充电桩等，都可以配SiC，只是SiC久缺，没有快速导入。

然而，市场估计，逐渐采用SiC后，平均2辆Tesla纯电动汽车需要一片6寸SiC晶圆。当然，这个算法还没有Tesla官方证实。

业者分析，就Tesla可创造性需求而言，如果不是2020年新冠带来销售和生产等多方面变量，Tesla第一季宣布6月底美国工厂Model 3及Model Y的年产能将达50万辆，上海工厂年产能计划达到50万辆，使其总产能近100万辆。从Tesla的SiC用量看，平均每年大约用50万片6寸SiC。

而目前全球SiC硅晶圆的年产能约为40万~60万片。事实上，光应付Tesla需求似乎已经很紧张。更何况其他车厂也积极跨入电动车，不仅仅是电动车SiC有需要，包括5G基础设施、大电流、大电压等电力领域SiC都有需求。

可见，目前SiC器件的产能严重滞后于产业的发展。

Model3拆解后可以看到，其SiC器件使用的型号为：ST GK026 (24)由于这颗料在网上没有详细的参数，我们将通过以下专家的专业分析来了解这种颗物料。

我们先来了解一下逆变器整体结构

                             

如上图所示，PCB只有一块，集成了控制、驱动等所有硬件，在PCB上焊接以下SiC MOSFET，除PCB外的壳体上，还安装了膜电容器，SiC MOSFET、DC滤波模块、交直流母排、低压连接器等。比Model S/X要简单得多。

SiC MOSFET及铜排

采用ST的GK026，这是裸片型号，封装是特斯拉定制的，其他公司买不到。每半桥有四个并联，排列如下图所示，前面有单个器件的清晰图片。可以看出，采用了大量的激光焊接工艺将SiC MOSFET、输入母排与输出三相铜排相连。

                             

                             

                             

输入母排和输出三相铜排

                             

SiC MOSFET、PCB和集成铜排的连接比较复杂，是个三明治结构，SiC MOSFET在最下，通过一个白色塑料组件固定在散热板上，输入母排和输出三相铜排在中间，将MOSFET的D、S级以及正负极连接起来，PCB在最上，MOSFET的GS伸出较长焊接在PCB上。中间的白色塑料组件既起到固定作用，同时也是装配必不可少的夹具。

通过逆变器参数来分析SiC器件的参数

构成Model3全系列电机电控有三个版本，分别是147kW、188kW、211kW，分析逆变器参数的铺垫。345VDC，211kW，永磁同步电机(功率因数略高)。逆变器峰值相电流为715Arms左右，4个SiC MOSFET并联，平均每个电流178Arms。若仍采用前代IGBT，需要9~10个，从目前掌握的信息来看，还是用的IGBT成本较低，但以Tesla目前的体量和议价能力可以综合考虑各种因素，使用SiC MOSFET。如下图所示，供应商是ST，这种型号在官网上找不到，只有裸片，专门封装为Tesla定制的。(以上分析来自 知乎@杨逸轩）

我们基本上可以从以上很多信息中了解到，Model3中使用的SiC MOSFET器件应该是650V/100A，根据我们目前掌握的一些数据资料，以及目前的生产工艺，这种碳化硅器件的单芯片尺寸约为5.8mm*5.8mm，一个6"碳化硅晶圆片，目前可生产约300个优质裸晶。

我们在前面的介绍中提到:目前Tesla的SiC MOSFET仅用于主驱逆变器电力模块，共24颗，拆开包装每颗2个SiC裸晶(Die)所以共48颗SiC MOSFET。除此之外，OBC、一辆车配两个一般充电器、快速充电桩等，都可以用SiC，未来还会有电动汽车无线充电，电动汽车充电宝等。如果电动汽车的所有关键部件全部使用SiC器件，每台电动汽车对SiC的需求量大约在150个，所以一个6”晶圆只能满足两辆车的使用。

除了车厂可以使用外，而碳化硅的应用还有很多场合：

目前，我们谈论的电动汽车的应用只占碳化硅器件市场的30%左右。预计未来碳化硅(SiC)器件市场复合年增长率将超过30%，将从2019年的5亿美元上升到2025年的25亿多美元。

如此强劲的市场增长势头，必将推动第三代半导体行业的快速发展，国内设备厂商不愿落后，目前都在投资SiC，相信行业会有更大的飞跃。

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来源：电力电子技术与新能源