相比 Si IGBT，SiC 器件拥有更为优越的电气性能，在新能源车的应用上具有更大优势，原因如下：
1）SiC 提升电能转换效率，增加续航，续航里程是电动车的一大痛点。结合英飞凌的研 究数据可知， SiC 器件可以从导通、开关两个维度降低损耗，整体损耗相比 Si 基器件降 低 80%以上，提升车辆 5%-10%的续航。
a）SiC 材料临界击穿电场高，导通电阻低，可降低器件的导通损耗。由于 SiC 的禁带宽 度（3.3eV）远高于 Si（1.1eV），因此其漂移区宽度得到大大缩短、可实现的掺杂浓度也 得到提高。在 SiC MOSFET 导通时，正向压降和损耗都小于 Si IGBT。根据英飞凌研究， 当负载电流为 15A 时，常温下 SiC MOSFET 的正向压降只有 Si IGBT 的一半，在 175℃ 结温下，SiC MOSFET 的正向压降约是 Si IGBT 的 80%。
b）SiC-MOSFET 不存在拖尾电流，载流子迁移率高，降低器件开关损耗。Si-IGBT 是双 极器件，在关断会存在反向恢复电流及拖尾电流，导致其开关速度受到限制，从而造成较 大的关断损耗。而 SiC-MOSFET 属于单极器件，更像一个刚性开关，不存在拖尾电流；且较高的载流子迁移率（约 Si 的 3 倍）也减少了开关时间，损耗因此得以降低。根据英 飞凌研究，在 25℃结温下，SiC MOSFET 关断损耗大约是 Si IGBT 的 20%；在 175℃的 结温下，SiC MOSFET 关断损耗仅有 IGBT 的 10%。
2）SiC 助力新能源车实现轻量化。轻量化是整车厂的追求目标。SiC 器件具备高饱和速 率、高电流密度、高热导率，有利于新能源汽车零部件轻量化的实现。SiC 更高的电流密 度使相同功率等级下封装尺寸更小，较高的载流子迁移率能提供较高的电流密度。在相同 功率等级下，碳化硅功率模块的体积显著小于硅基模块，有助于提升系统的功率密度。以 IPM 为例，碳化硅功率模块体积可缩小至硅功率模块的 1/3-2/3。
a）SiC 能够实现高频开关，减少无源器件的体积和成本。SiC 材料的电子饱和速率是 Si 的 2 倍，有助于提升器件工作频率；开关损耗低，提升实际应用中的开关频率，减少滤波 器和无源器件如变压器、电容、电感等的使用，从而减少系统体系和重量。在实现相同电 感电流的情况下，开关频率高，可以适当降低电感值。
b）SiC 禁带宽且具有良好的热导率，可以减小散热器的体积和成本。SiC 材料宽禁带宽 度且热导率高，易于散热，器件可在更高温下工作：理论上 SiC 功率器件可在 175℃结温 下工作。若采用 SiC 功率器件，器件工作温度较高，有望实现主流电动车两套水冷系统（引 擎和电力电子设备的冷却系统）合二为一，甚至采用风冷系统，减少散热器体积及成本。
因此，在新能源汽车上，SiC 功率器件替代 Si 基功率器件，可以有效降低能量损耗，大 幅降低器件尺寸。由于未来电动车需要更长的行驶里程、更短的充电时间和更高的电池容 量，SiC MOSFET 的应用将是大势所趋。
