摘要：近日，广汽旗下埃安星源增程平台技术采用嵌入式SiC模块受到行业关注，实际上，嵌入式技术路线不仅逐渐受到在车企和Tier 1厂商的重视和青睐，并且量产节点也在不断提前。
近日，广汽旗下埃安星源增程平台技术采用嵌入式SiC模块受到行业关注，实际上，嵌入式技术路线不仅逐渐受到在车企和Tier 1厂商的重视和青睐，并且量产节点也在不断提前。
嵌入式SiC模块究竟有哪些优势？未来前景如何？
对此，我们采访了基本半导体、芯联集成、士兰微、斯达半导体、昕感科技、丰鹏电子、上海诚帜、翼同半导体、矽迪半导体等9家企业，深入解析嵌入式SiC模块的性能特点、市场机遇及挑战。
国内9家企业竞逐
嵌入式SiC模块布局加速
据调查，吉利威睿、麦格纳、纬湃科技等企业正在推广嵌入式SiC模块，试图在新一轮碳化硅封装技术革命中抢占先机。
嵌入式SiC模块技术进展 来源：《2024碳化硅（SiC）产业调研白皮书》
目前，英飞凌、晶能微等SiC厂商也已经公布了他们的嵌入式模块研发进展，那么其它碳化硅企业在这方面的进展情况如何？
为全面了解国内碳化硅企业在这一技术领域的布局与探索，我们近日调研了九家相关企业，深入了解他们的嵌入式模块技术布局和进展。
现阶段，已经有多家企业率先完成了嵌入式模块的研发和量产。
在此次调研之前，上海诚帜公司已于8月份宣布率先推出业内首款第三代AMB绝缘的SiC嵌入式功率模块-CZ1260。据公司负责人介绍，该产品在技术路径上借鉴框架模块成熟的供应链和工艺，结合某OEM客户的具体项目需求，依托团队两年多的技术积累，已成功完成开发和测试。
基本半导体也介绍了他们的研发成果。在与该公司相关负责人的交流中，他透露：“我们已经成功开发了两款嵌入式碳化硅模块产品，分别采用了铜块和AMB作为芯片载体。”
同样在积极推进的还有斯达半导体。据该公司介绍，他们自2022年起便开发碳化硅芯片的嵌入式封装技术，目前产品已经迭代到第二代。
在采访过程中，昕感科技也分享了最新进展。该公司负责人表示：“目前，昕感科技已经完成了模块的设计方案与内部布局，并计划于年底前推出相关产品。”他补充道，昕感在PCB嵌入式碳化硅模块技术方面已做出全面布局，重点关注材料选型、PCB与碳化硅芯片的集成工艺以及车规级可靠性验证等核心环节。
而在布局嵌入式模块的企业中，翼同半导体也颇具代表性。该公司负责人认为：“嵌入式封装是功率封装行业一种颠覆性的创新，翼同在2024年就开始深入研究此技术。”
丰鹏电子认为，他们在国内最早从事PCB嵌入式技术的公司之一。该公司负责人表示：“我们是在传统PCB嵌入陶瓷的基础上，我们已经衍生出了一系列嵌入式产品，而嵌入式碳化硅模块正是其中的一项重要创新。”
除了上述几家之外，越来越多的企业也在加快嵌入式模块的研发和产业链合作。
例如，在调研交流中，士兰微的相关负责人就透露：“我们公司已在积极开发相关的嵌入式产品和技术，包括专为PCB嵌埋开发的镀铜碳化硅芯片、芯片带有散热基座的组件以及嵌入式功率模组等。
芯联集成公司在访谈中也表示：“我们正在积极布局嵌入式碳化硅技术，并与客户共同开展技术攻关与布局。”他们特别强调了与合作伙伴的密切配合，力求在技术难题上取得突破。
此外，矽迪半导体的技术团队补充道：“我们正积极推进嵌入式碳化硅模块的技术布局，通过采用先进的封装理念，将功率芯片组件直接嵌入到PCB板间，实现在器件与PCB的高度一体化。”
嵌入式碳化硅模块三大优势：
极致低电感、高可靠性、降本潜力
嵌入式碳化硅模块能获得众多企业的青睐，必然是因为它具备传统模块所没有的独特优势。这些优势究竟有哪些？
首先是嵌入式封装的杂散（寄生）电感更低。
芯联集成和斯达半导体认为，相较于传统模块，嵌入式封装内部的功率回路寄生电感可以大幅度下降，因此可以实现极致的效率。据基本半导体和上海诚帜分析，他们能够将寄生电感控制在1-2nH左右，而传统HPD模块则高达15nH左右。
据士兰微、矽迪半导体和翼同半导体的解释，嵌入式模块之所以能够大幅降低回路杂散电感，是由于将芯片直接嵌入PCB板，PCB内部使用立体叠层回路设计，因此与传统使用引线键合的碳化硅模块相比，嵌入式碳化硅模块可有效缩短电气连接长度与回路路径从而达到大幅降低回路杂散电感的目的。
大幅降低寄生电感可以为嵌入式模块带来一连串的性能提升，例如开关损耗更低、转换效率更高。据基本半导体、昕感科技和上海诚帜分析，相比传统模块，嵌入式模块的开关损耗可降低30-70%。翼同半导体补充解释道，更低的杂散电感为驱动参数优化提供更大空间，进而减少开通损耗、提升转换效率。
此外，矽迪半导体认为更低的杂散电感有利于发挥碳化硅器件的高频特性，减少开关损耗和电压过冲，改善EMI性能。继而更紧凑的结构和更低的损耗使得模块功率密度和系统效率大幅提升。
士兰微进一步补充道，更低的杂散电感可以提升模块的动态电气特性、降低动态损耗、节约单位电流所需使用的碳化硅芯片面积、并提升系统效率；同时可以减小系统滤波组件的体积，实现系统功率密度的提升和系统成本的优化。
昕感科技告诉“行家说三代半”，与传统碳化硅模块工艺相比，昕感科技开发的PCB嵌入式碳化硅模块并联均流特性提升30%，CLTC工况下逆变器损耗降低30%，电气性能实现显著提升。
其次，嵌入式封装可以提升模块可靠性，主要体现在失效风险和工作结温的优化。据上海诚帜测算，相较于传统模块，嵌入式模块的寿命可长8倍左右。同时，上海诚帜表示，嵌入式功率模块具备系统应用友好的特性：嵌入式功率模块外接口可定制化，电路布局设计相对于传统封装更加灵活；可支持一些高级电路拓扑，如三电平、IGBT/SiC MOSFET混并等方案；可集成栅极驱动器、去耦电容器、温度或电流传感器等组件，将整个电源电路集成在嵌入式PCB上，形成完整的板上系统。
据斯达、昕感科技和丰鹏电子的分析，一方面，由于嵌入式碳化硅模块采用无引线互联工艺，去掉了传统的键合铝线，不仅可以实现了更好的电气互联，而且避免了绑定线的相关问题，彻底消除键合线失效风险，从而可提高器件的功率循环寿命。
另一方面，嵌入式封装设计可以更好地发挥碳化硅耐高温优势。丰鹏电子认为，嵌入式模块通常采用双面烧结工艺，并且还引入了高TG材料，满足了碳化硅芯片更高工作结温的需求。昕感举例道，采用双面散热设计结合埋铜PCB结构，热阻较注塑模块降低15%，支持结温175℃持续运行（传统模块限150℃），热管理能力明显优化。
矽迪半导体也表示，嵌入式结构结合AMB基板和双面冷却技术，提供了更优的热管理路径，散热能力更强，允许模块在更高温度下运行。并且通过采用烧结等工艺提高了连接点的抗热循环能力，可靠性增强，更适合严苛的工作环境。
此外，士兰微还补充了一个新的视角——PCB嵌入式封装的散热基座具有较大的热容，可以有效的缓解模块在复杂循环工况下的结温波动，提高使用寿命。
第三，嵌入式模块具有更好的降本潜力。得益于更高的工作结温和更低的杂散电感，基本半导体认为，嵌入式碳化硅模块单芯片电流输出能力得到大大增强，从而可在满足相同性能要求的情况下，减少20%–30%的芯片使用量，直接降低芯片成本。
对此，昕感也表赞成，他们甚至认为嵌入式模块构可使芯片利用率提升30%–40%，同等功率下半导体用量减少，有助于整车电池容量及成本降低。
除了芯片成本外，嵌入式模块还可以通过其他配件和耗材实现降本。据丰鹏电子介绍，由于嵌入式封装，相比灌封模块有更好的芯片保护特性，相比于转膜塑封封装，又有着成本优势。
嵌入式碳化硅模块破局
国内企业的研发成果与路径探索
在技术细节方面，各家企业也分享了他们在嵌入式碳化硅模块研发中的关键成果与特色。
首先，基本半导体的技术团队介绍道：“我们的嵌入式碳化硅模块具有非常低的寄生电感，其数值可控制在1nH左右。同时，该产品能够良好兼容HPD Pin-Fin散热器，模块厚度保持在2–3mm之间，以满足紧凑空间与高散热效率的双重需求。”
在与斯达半导体的交流中，研发人员进一步补充了他们的产品设计思路。“我们的第一代产品采用六层板内绝缘设计，碳化硅芯片通过铜块嵌入PCB板内部。基于斯达自研的第二代碳化硅芯片，我们通过芯片四并联和六并联，可以实现800V电压下450A和600A的有效值电流输出。”该公司负责人同时指出，“第二代嵌入式模块已经采用Si3N4 AMB取代铜块，从而实现高效散热与高可靠性绝缘，大幅提升了整体可靠性。”
丰鹏电子方面也强调了他们在封装上的优势。该公司表示：“凭借公司相关的封装专利技术，我们实现了良好的热阻特性和优异的杂散参数性能。依托30多年PCB制造经验，我们的嵌入式碳化硅模块更是将驱动线路集成到模块顶部，实现了更紧凑的线路设计，从而充分发挥碳化硅模块的性能潜力。”
作为较早实现突破的企业之一，上海诚帜在访谈中进一步阐述了自身的技术亮点：“我们推出了业内首款采用AMB绝缘的碳化硅嵌入式方案，区别于市面上基于绝缘导热膜与铜块载体的传统路径。这一方案不仅使热阻降低了50%以上。同时，我们的材料全部实现国产化，产品无需开发模具；在系统层面上，还可实现小体积化、去线束化、简化EMC filter和电流传感器结构、，极大简化了应用设计与工艺开发。”
昕感科技也介绍了他们的研发成果。该公司负责人透露：“我们的产品采用多层PCB埋嵌技术与对称布局设计，目标杂散电感可降至1–2nH，而传统模块则在10–15nH区间。这让开关速度提升了3倍以上。”他补充道：“借助AMB陶瓷基板与垂直叠层母排结构，单位芯片电流能力提升了30%–40%，模块体积较传统方案缩小50%，实现了超高功率密度。同时，我们将驱动电路、控制电路、母线电容与功率模块一体化集成，能够适配800–1200V高压平台，峰值效率超过99.5%，显著提升了系统性能。”
在封装路径的探索中，翼同半导体也展现出差异化的技术思路。翼同公司负责人表示：“我们提出了‘绝缘方式’与‘非绝缘方式’两条核心路线。早在2023年，我们就率先应用特殊金属基板散热工艺，并与嵌入式模块技术深度融合，使得模块能够采用非绝缘方案。”他还介绍，“针对绝缘需求，我们开发了免焊接连接方案，极大简化了模块与散热器的连接流程。此外，我们的嵌入式产品以半桥为独立单元进行设计，这不仅提升了生产良率，也增强了应用灵活性。目前，公司还在开发一种专为嵌入式模块打造的特殊散热方式，预计不久将推向市场，以进一步提升性能。”
矽迪半导体的研发团队总结了他们的核心优势。“我们的嵌入式SiC模块在体积上相比传统封装缩小了80%，功率密度极高，寄生电感也极低，ESL降低至1–2nH，比传统模块低一个数量级。这样一来，模块支持30–50A/ns的超高开关速度，开关损耗降低70%以上。”该公司负责人进一步解释说：“我们采用Si3N4 AMB陶瓷基板和双面散热设计，导热效率高，能有效应对高功率密度带来的散热挑战。同时，模块结构坚固，采用银烧结等先进工艺连接芯片，具备耐高温、抗热疲劳性能，寿命长、可靠性高。此外，该模块设计还有助于简化系统拓扑，减少外围无源器件的使用，从而降低系统复杂性与总体成本。”
行家说Research观察
嵌入式SiC模块凭借其低寄生电感、高可靠性、高功率密度及显著的降本潜力，正成为第三代半导体封装技术演进的重要方向。本次9家国内企业集中展示的技术成果与量产进展，不仅标志着中国在碳化硅高端模块领域已实现从跟跑到并跑的转变，更体现出产业链协同创新与自主可控能力的显著提升。
未来，随着材料工艺、集成设计与车规验证的持续突破，嵌入式SiC模块有望进一步推动电驱系统向高效、轻量化与低成本方向发展，加速碳化硅技术在800V高压平台及更高频应用场景的落地。而国内企业如何通过差异化技术路径、生态合作与规模化生产，在全球竞争中持续构建核心优势，将成为下一阶段产业关注的重点。嵌入式SiC模块正悄然重塑功率半导体的竞争格局，而中国企业，有望在这场技术革命中占据了关键一席。
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