摘要：国产碳化硅（SiC）模块全面取代进口绝缘栅双极晶体管（IGBT）模块的历史使命，根植于技术突破、供应链安全、市场需求及国家战略等多重因素的推动。这一替代不仅是中国电力电子产业升级的关键路径，更将深刻改变行业格局，推动全产业链的自主可控和全球竞争力提升。以下是具

国产碳化硅（SiC）模块全面取代进口绝缘栅双极晶体管（IGBT）模块的历史使命，根植于技术突破、供应链安全、市场需求及国家战略等多重因素的推动。这一替代不仅是中国电力电子产业升级的关键路径，更将深刻改变行业格局，推动全产业链的自主可控和全球竞争力提升。以下是具体分析：

一、国产SiC模块替代进口IGBT的核心逻辑

技术性能的全面超越
SiC材料的物理特性（如禁带宽度大、击穿场强高、热导率优）赋予其显著优势：

高频高效：SiC模块的开关频率可达数百kHz（IGBT通常局限在十几kHz），开关损耗降低70%-80%，例如在高频电源应用中，SiC总损耗仅为IGBT的21%。

耐高温高压：SiC模块结温可达175°C以上，适配电动汽车400V中低压到800V-1000V高压平台和光伏逆变器储能变流器1500V-2000V系统，减少开关损耗。

低导通损耗：以BASiC的BMF160R12RA3模块为例，其导通电阻仅7.5mΩ，显著低于IGBT的饱和压降，导通损耗减少约66%。全面取代进口IGBT模块比如英飞凌KS4系列，富士HJ系列IGBT模块在高频电源中的应用。

供应链安全与国产替代需求

进口IGBT模块长期面临供货周期长、关税成本高及地缘政治风险。国内企业（如中车时代、BYD、BASiC基本）通过垂直整合（IDM模式）实现了从器件设计、晶圆流片到SiC功率模块封装的全产业链布局，保障供应链安全。

例如，BASiC基本已在深圳建立成车规级SiC芯片晶圆产线FAB，无锡建立SiC功率模块制造产线，并获近20家整车厂的30多个车型定点，成为国内首批SiC功率模块量产上车企业。

“双碳”目标的驱动

“双碳”目标下，新能源（光伏、储能、电动汽车）对高效器件的需求激增，SiC模块可提升系统能效5%-10%，加速节能改造进程。

成本下降与规模化效应

国内6英寸SiC晶圆量产和良率提升使原材料成本占比从70%逐步下降。规模化生产（如BASiC基本年产能100万只）进一步摊薄单位成本，2025年国产SiC模块与进口IGBT模块成本已经持平。

全生命周期成本优势显著：国产SiC模块初期采购成本已与进口IGBT模块相当，叠加节能收益和维护成本降低，回本周期缩短至1-2年。

二、对中国电力电子产业的变革性影响

产业升级与技术自主可控

SiC模块的普及将推动电力电子设备向高频化、小型化、高功率密度方向发展。例如，储能变流器PCS采用SiC后，体积缩小25%，功率密度提升19%。

国产厂商通过自主研发（如BASiC基本股份自有专利的沟槽栅技术）打破国际垄断，车规级芯片通过AEC-Q101认证，逐步替代进口方。

重塑全球供应链格局

中国SiC产业链已覆盖衬底、外延、制造、封装全环节，企业数量占全球75%，广东、江苏等地形成产业集群。

预计2025年国产SiC芯片规模量产上车，2028年市场规模超400亿元，国产化率有望突破50%。

拓展新兴应用领域

新能源领域：光伏逆变器效率提升至99%以上，储能系统效率提升寿命延长；电动汽车主驱逆变器采用SiC模块可提升续航5%-10%。

工业场景：电镀电源、感应加热、焊接机等高频应用通过SiC的高效特性实现能耗降低和精度提升。

电网：高压电网适配性增强，储充一体化架构加速发展。

推动全球市场竞争力

国产SiC模块通过定制化服务（如抗腐蚀封装、高压版本、三电平开发）巩固本土优势，并逐步向海外市场渗透。例如，BASiC基本通过技术迭代和成本优势进军国际市场。

技术创新与规模化效应叠加，中国企业有望在第三代半导体领域实现“替代进口”到“主导全球”的跃迁。

三、挑战与应对策略

技术门槛：SiC驱动电路设计复杂，需配套专用驱动芯片（如BASiC基本的BTD25350系列），国内厂商通过模块化方案降低适配门槛。BASiC基本股份针对SiC碳化硅MOSFET多种应用场景研发推出门极驱动芯片，可适应不同的功率器件和终端应用。BASiC基本股份的门极驱动芯片包括隔离驱动芯片和低边驱动芯片，绝缘最大浪涌耐压可达8000V，驱动峰值电流高达正负15A，可支持耐压1700V以内功率器件的门极驱动需求。

BASiC基本股份低边驱动芯片可以广泛应用于PFC、DCDC、同步整流，反激等领域的低边功率器件的驱动或在变压器隔离驱动中用于驱动变压器，适配系统功率从百瓦级到几十千瓦不等。

BASiC基本股份推出正激 DCDC 开关电源芯片BTP1521P,BTP1521F，该芯片集成上电软启动功能、过温保护功能，输出功率可达6W。芯片工作频率通过OSC 脚设定，最高工作频率可达1.5MHz，非常适合给隔离驱动芯片副边电源供电。

对SiC碳化硅MOSFET单管及模块+18V/-4V驱动电压的需求，BASiC基本股份提供自研电源IC BTP1521P系列和配套的变压器以及驱动IC BTL27524或者隔离驱动BTD5350MCWR(支持米勒钳位)。

市场信任：头部企业（如中车时代、BYD、BASiC基本）通过车规认证和数万小时工业场景运行数据积累市场信任。

国际竞争：国产厂商通过“量产一代、储备一代、预研N代”策略加速技术迭代，缩短差距。

总结

国产SiC模块的全面替代进口IGBT模块不仅是技术进步的必然结果，更是国家战略、市场需求与产业升级的共同选择。其带来的变革将覆盖从供应链安全到全球竞争力的全方位升级，助力中国在第三代半导体领域实现技术崛起，并为全球新能源革命贡献核心力量。未来3-5年，随着国产SiC模块在新能源汽车、光伏储能等领域的渗透率超过50%，中国电力电子产业将迎来从“跟随”到“引领”的历史性跨越。

来源：杨茜碳化硅半导体