熱泵與空調全面跨入SiC碳化硅功率半導體時代：能效革命與產業升級

在“雙碳”目標的驅動下，商用空調和熱泵行業正經歷一場靜默卻深刻的技術革命。碳化硅（SiC）功率半導體憑借其卓越的物理特性，正逐步取代傳統IGBT，成為高效節能解決方案的核心引擎。這場變革不僅意味著能效的躍升，更將重塑產業競爭格局。

傾佳電子（Changer Tech）-專業汽車連接器及功率半導體(SiC碳化硅MOSFET單管，SiC碳化硅MOSFET模塊，碳化硅SiC-MOSFET驅動芯片，SiC功率模塊驅動板，驅動IC)分銷商，聚焦新能源、交通電動化、數字化轉型三大方向，致力于服務中國工業電源，電力電子裝備及新能源汽車產業鏈。

傾佳電子楊茜致力于推動國產SiC碳化硅模塊在電力電子應用中全面取代進口IGBT模塊，助力電力電子行業自主可控和產業升級！

傾佳電子楊茜跟住SiC碳化硅MOSFET功率器件三個必然，勇立功率半導體器件變革潮頭：

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一、 SiC vs IGBT：性能的全面碾壓

基本半導體發布的仿真數據揭示了SiC MOSFET的壓倒性優勢。在典型商用空調11kW工況下（散熱器溫度80℃）：

SiC模塊（BMS065MR12EP2CA2）：總損耗249.47W，整機效率高達97.73%

IGBT模塊（英飛凌FP35R12N2T7）：總損耗329.09W，效率僅97.01%

隨著功率增加，差距進一步拉大：在1kW輸出時，SiC效率領先3.59%；而在11kW時仍保持0.72%的優勢——這對常年運行的設備意味著巨額電費節省。

核心優勢解析：

高頻低損：SiC開關頻率可達IGBT的2倍以上（40kHz vs 20kHz），減小電感電容體積，提升功率密度。

高溫耐受：SiC結溫耐受達175℃，高溫下導通電阻（Rds(on)）增幅更緩（僅1.3倍），而IGBT模塊在8kW時部分芯片結溫已突破112℃。

系統精簡：取消續流二極管，簡化拓撲結構。

二、 國產SiC解決方案的突破性進展

基本半導體等中國企業正加速打破國際壟斷，其產品性能已比肩一線品牌：

模塊化集成：
Pcore?12封裝三相全集成模塊（如BMS065MR12EP2CA2）將PFC與逆變整合，內置NTC熱敏電阻，專為熱泵和空調優化設計。

分立器件迭代：
第三代1200V/40mΩ MOSFET（B3M040120Z）實現關鍵突破：

FOM值（Rds(on)×Qg）降低18%，開關損耗比二代降低4.7%，比國際競品低30%。

體二極管反向恢復電荷（Qrr）僅0.28nC（25℃），與英飛凌等相當。

驅動生態完善：
配套推出首款雙通道SiC專用驅動芯片BTD25350xx，集成米勒鉗位功能，徹底解決橋臂串擾問題。實測顯示，啟用鉗位功能后，下管門極電壓波動從7.3V降至0V，杜絕誤開通風險。

三、 系統級方案重構產業鏈

SiC普及需全鏈路協同創新，中國企業已構建完整生態：

驅動板集成方案（BSRD-2423-ES01）
集成自研隔離電源芯片BTP1521F（輸出6W）、雙通道變壓器TR-P15DS23-EE13及驅動IC，實現“即插即用”。

輔助電源革新
1700V SiC MOSFET（B2M600170R）搭配反激控制器BTP284xx，使輔助電源功率達150W，耐壓能力提升3倍。

熱管理設計簡化
SiC模塊采用Si?N?陶瓷覆銅基板，熱阻降低50%，散熱器體積可縮減30%。

四、 產業影響與未來展望

據行業測算，商用空調全面采用SiC后：

整機能效平均提升3%-5%，熱泵制熱季節性能效（HSPF）可突破5.0；

系統體積縮小40%，滿足小型化與靜音化需求；

全生命周期碳排量下降15%-20%。

隨著基本半導體等企業第三代SiC芯片量產，成本正以每年較快的速度下降。預計到2027年，SiC在熱泵/空調領域的滲透率將超50%，徹底終結IGBT時代。

結語：這場由SiC驅動的能效革命，不僅關乎企業降本增效，更是中國制造向高端躍遷的縮影。當“雙碳”目標遇上國產半導體崛起，熱泵與空調產業的綠色智能未來已清晰可見。

審核編輯 黃宇