小米汽車一再賣力宣傳碳化硅將成為新能源車標配，讓這一項技術(shù)被大眾聚焦。 

此前，智己借勢營銷被小米汽車“窮追猛打”，反而大力宣傳了“小米 SU7 Max 前后電機均為碳化硅”。因智己標錯參數(shù)，小米汽車產(chǎn)品經(jīng)理在線辟謠稱：“小米SU7全系全域碳化硅，不僅前后電驅(qū)都是碳化硅，就連車載充電機(OBC)和熱管理系統(tǒng)的壓縮機都用了碳化硅。” 

隨著兩家車企“拉扯”的回合越多，業(yè)內(nèi)對碳化硅的關(guān)注度越來越多。甚至引發(fā)了投資者的聚焦。就在事件發(fā)酵次日，有投資者在投資問答平臺詢問相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈公司：“貴司的碳化硅生產(chǎn)設備以及碳化硅產(chǎn)品有應用在小米汽車上嗎？”這一次，在輿論上沉寂已久的碳化硅，再次被推上了市場關(guān)注的焦點。 

碳化硅到底是什么鬼？對新能源車來說又是什么黑科技？ 

小米汽車的隱藏“黑科技”

小米汽車執(zhí)著強調(diào)“全系全域碳化硅”的理念，不禁讓人好奇：碳化硅在這場新能源汽車盛宴中究竟扮演著何種獨特的角色？ 

小米SU7堪稱碳化硅技術(shù)的集大成者。據(jù)公開資料顯示，其內(nèi)部的SiC MOSFET元件無處不在。無論是主驅(qū)、車載電源、熱管理模塊，還是充電網(wǎng)絡，均搭載了碳化硅芯片。單電機版本的小米SU7大約嵌入了64顆SiC芯片，主驅(qū)部分約36顆，OBC約14顆，高壓DC-DC轉(zhuǎn)換器約8顆，空壓機電控約6顆；而在雙電機版本中，這一數(shù)字更是翻倍至112顆，各部分分布更為密集。值得注意的是，這還未計算充電樁和PTC等其他應用場景。 

小米汽車選用的碳化硅功率器件供應商，主要來自行業(yè)巨頭聯(lián)合電子和英飛凌。 隨著碳化硅成功“登車”，一種新的行業(yè)共識悄然形成： 一旦車型采用碳化硅功率器件，就如同為其貼上了高性能、高端的專屬標簽。 這類車型的價格也隨之水漲船高，觸及30萬元乃至百萬元級別，甚至一些正在研發(fā)中的高端車型，都將至少配備一套碳化硅動力平臺作為重要備選方案。 

小米SU7性能被熱捧，這一切的背后，碳化硅何以能賦予新能源汽車這般強大的賦能效果？ 

碳化硅的故事始于一個多世紀前的1905年。當年，諾貝爾獎得主亨利·莫桑將其在1893年發(fā)現(xiàn)的天然碳化硅命名為莫桑石，其純凈成分正是100% SiC（碳化硅）。自此，莫桑石開始步入寶石市場，成為鉆石的理想替代品。 

然而，真正讓碳化硅走向電子材料舞臺中心的轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)在1955年，LELY提出了高質(zhì)量碳化硅生長方法；1987年，科銳（現(xiàn)更名為Wolfspeed）制造出全球首個商用碳化硅襯底，并應用于LED領(lǐng)域；2001年，英飛凌和科銳（Wolfspeed）分別推出了首例小型碳化硅肖特基二極管；再到2011年，科銳發(fā)布了首款商用碳化硅功率MOSFET，碳化硅逐步完成了從默默無聞到萬眾矚目的華麗轉(zhuǎn)身。 

在新能源電動汽車這個風口中，碳化硅憑借自身優(yōu)勢，從配角一躍成為各大車企爭相追逐的珍貴資源。 

而真正推動碳化硅走上巔峰的關(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，毅然決然地選擇了碳化硅路線，盡管成本高昂，在Model 3主逆變器中大膽采用了由意法半導體制造的24個碳化硅(SiC)MOSFET功率模塊。 

事實證明，相比于傳統(tǒng)的IGBT模塊，SiC芯片能在逆變器中實現(xiàn)5%-8%的效率提升，將逆變器的效率從82%一舉提升至90%。同時，SiC器件在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性和持久性更為出色，即使溫度高達200度，仍能保持正常功率輸出，確保長時間的高效運行。根據(jù)Wolfspeed的數(shù)據(jù)，在逆變器中采用SiC器件后，不僅能有效縮小整體體積、減輕重量、降低成本，還能在車輛續(xù)航能力上提升5%-10%。

尤其是在800V高壓技術(shù)的推動下，碳化硅在新能源電動汽車行業(yè)中開啟了新的篇章。 

特斯拉率先熱炒碳化硅

2016年，特斯拉向世界投擲了一枚震撼彈——Model 3橫空出世，以其低于40000美元的價格，續(xù)航能力卻直逼旗艦車型Model S的90%，令業(yè)界驚嘆不已。 

然而，真正引發(fā)同行競相探究的秘密武器，并非顯眼的外觀設計或車身配置，而是隱藏在電驅(qū)系統(tǒng)心臟部位的48顆神秘芯片——碳化硅MOSFET功率芯片。 

在電動車的世界里，動力電池輸出的是直流電，而電機運轉(zhuǎn)則依賴交流電，因此，逆變器擔當重任，完成這至關(guān)重要的電能形態(tài)轉(zhuǎn)變。這一過程中的轉(zhuǎn)換效率，直接影響著電動車的續(xù)航里程。特斯拉大膽摒棄傳統(tǒng)硅基IGBT，轉(zhuǎn)而擁抱碳化硅MOSFET，宛如一次革命性的嘗試。據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)，搭載碳化硅MOSFET的電動車續(xù)航力可較硅基IGBT版本提高5%-10%，損耗銳減75%，整體系統(tǒng)效率更是提升了5個百分點。 

硅基IGBT盡管一度是主流選擇，卻因其較低的轉(zhuǎn)換效率及顯著的發(fā)熱問題成為制約性能的瓶頸，廠商往往還需投入高昂成本去構(gòu)建高效的冷卻系統(tǒng)[1]。相比之下，碳化硅MOSFET宛如一顆璀璨的新星，憑借小巧的體積、極低的發(fā)熱以及卓越的熱導率脫穎而出。即使其材料成本約為硅材料的5至6倍，但由于它能讓冷卻系統(tǒng)和電池尺寸雙雙瘦身，最終竟實現(xiàn)了整體成本的大幅削減，生動演繹了一場“材質(zhì)優(yōu)勢勝過工藝努力”的經(jīng)濟法則。 

經(jīng)過精密計算，雖然碳化硅MOSFET相較于硅基IGBT單體成本增長約1500元人民幣，但在整車上卻能節(jié)省接近2000元的成本。在相同續(xù)航里程下，采用碳化硅技術(shù)甚至能為一輛電動車削減高達750美元的電池成本。

特斯拉的這次革新，猶如一石激起千層浪，引領(lǐng)了碳化硅從小眾走向主流。當特斯拉Model 3率先啟用碳化硅MOSFET之后，原本籍籍無名的Wolfspeed（前身為CREE）瞬間躍升為全球碳化硅領(lǐng)域的霸主，2020年，其在汽車所需的導電型碳化硅市場份額便占據(jù)了驚人的60%。 

目睹特斯拉的成功實踐，眾多國內(nèi)新能源車企不甘落后，相繼加入這場技術(shù)升級的浪潮。 比亞迪在其高端車型“漢”的電機控制器中首度引入碳化硅功率模塊，蔚來緊隨其后，在2021年發(fā)布的ET7中采用碳化硅材料，而到了2022年，小鵬G9亦搭載了碳化硅電驅(qū)動平臺。 

時間來到2023年，仰望與理想紛紛宣告進軍800V快充市場，再次引爆碳化硅市場的熱情。理想自主研發(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，全系車型均標配碳化硅電控，最高效率高達99.5%。 

然而，隨著碳化硅需求暴增，價格也隨之水漲船高，原本助力車企降低成本的利器似乎逐漸變成了成本壓力。此時，特斯拉CEO馬斯克在中國車企全力擴產(chǎn)之際，仿佛聽到了市場的一記警鐘。 

他在2023年投資者日上做出了一個令人瞠目的決定：宣布將在每輛特斯拉汽車上減少75%的碳化硅用量，以此回應業(yè)界對碳化硅產(chǎn)能爭奪戰(zhàn)的挑戰(zhàn)。 

被打入冷宮或因成本？

碳化硅（SiC）曾一度備受矚目它迅速崛起，成為業(yè)界焦點，但是又迅速被特斯拉打入冷宮。 

BelGaN BV的掌舵人周貞宏曾在回憶起2015至2016年的投資歷程時感慨：“那時投身碳化硅領(lǐng)域的我們處境艱難，無人問津，也不知何時能迎來市場的爆發(fā)期。盡管碳化硅并非新興事物，但早期的應用市場規(guī)模卻極為有限。” 

數(shù)據(jù)佐證了這一發(fā)展歷程。2019年，全球SiC市場估值僅為5.41億美元，而在龐大的全球半導體市場中占據(jù)約4123.07億美元的份額，SiC所占的比例微乎其微。然而，轉(zhuǎn)眼來到2021年后，碳化硅產(chǎn)業(yè)猶如破繭成蝶，眾多廠商紛紛搭上了這趟高速列車，享受到碳化硅帶來的豐厚紅利。 

以意法半導體為例，根據(jù)蓋世汽車先前的報道，其2022年財報透露出一股強勁的增長勢頭，已擁有82家碳化硅客戶，并在汽車和工業(yè)用碳化硅領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了7億美元的營收，展望2023年更計劃突破10億美元的大關(guān)，其中2022年新增項目中的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)績的井噴，年度凈利潤增長率高達199.28%至229.20%，盈利空間大幅度拓寬。 

伴隨著800V技術(shù)的強勢崛起，2023年的碳化硅產(chǎn)業(yè)浪潮更加洶涌。 截止上半年，全球范圍內(nèi)已經(jīng)有40款搭載碳化硅技術(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了120萬輛。下半年，800V車型中的碳化硅車型滲透率逐月遞增，從15%一路攀升至45%，全年國內(nèi)上險的乘用車主驅(qū)碳化硅模塊滲透率也達到了約10.7%。 

正當碳化硅風光無限之時，曾經(jīng)大力推崇并將其推向風口浪尖的特斯拉創(chuàng)始人馬斯克，卻宣布，特斯拉下一代車型大幅度減少75%的碳化硅晶體管使用量。此言一出，猶如石破天驚，震動了全球主要碳化硅供應商的股價市場。 

當日，國外廠商如安森美半導體和意法半導體股價收盤下滑約2%，碳化硅芯片廠商Wolfspeed股價下跌7%；國內(nèi)廠商中，天岳先進跌幅超過10%，東尼電子則慘遭跌停，天富能源、晶盛機電等個股亦遭遇較大跌幅。 

馬斯克之所以決定拋棄碳化硅，或因為碳化硅部件相對高昂的成本。 對于當時正深陷價格競爭漩渦，力求控制成本的特斯拉來說，碳化硅的成本壓力無疑是一道難以承受之重。 

根據(jù)東吳證券的研究報告，特斯拉如果全面采用碳化硅，預計平均每兩輛特斯拉純電動汽車就需要一片6英寸SiC晶圓。按照年產(chǎn)100萬輛Model 3/Y計算，特斯拉一年所需6英寸晶圓數(shù)量將超過50萬片，而全球SiC晶圓總年產(chǎn)能僅在40萬至60萬片之間，這意味著特斯拉單個企業(yè)的需求量幾乎能消耗掉全球現(xiàn)有的全部碳化硅產(chǎn)能。 

此外，價格差距懸殊也是一個無法忽視的因素。據(jù)報道，當時一片SiC芯片的價格比傳統(tǒng)硅芯片要高出大約十倍，特斯拉Model 3逆變器將功率器件從IGBT替換為碳化硅后，采購成本飆升近1500元。即使當前SiC售價有所降低，但相較于同等硅器件，SiC芯片的價格依然居高不下。 

面對現(xiàn)實與未來的挑戰(zhàn)，馬斯克毅然決然地選擇了一條更為務實的道路——逐步在特斯拉整車應用中減少碳化硅的用量，這一決定看似反轉(zhuǎn)，實則是特斯拉在技術(shù)創(chuàng)新與成本效益平衡過程中的戰(zhàn)略抉擇，并非否定碳化硅是一個正確的技術(shù)路線。 

作 者 | T800