近日，碳化硅技术在光储充市场应用提速，新增了多桩合作/应用案例：

麦田能源&英飞凌：麦田能源储能产品将搭载英飞凌SiC器件；

SK Signet &派恩杰：派恩杰为SK Signet汽车充电桩供应SiC器件；

DEIF & AVL：2家公司达成合作，基于碳化硅模组开发高效变流器；

台达：推出了UFC 500直流充电桩，搭载新一代SiC芯片；

英飞源：推出全液冷储能系统新品，采用全SiC设计；

盛弘股份：新一代PCS沿用碳化硅技术，并与电池高压箱进行融合；

英博电气：推出三款储能变流器，搭载SiC器件；

航微能源：PCS搭载SiC软开关技术，提升转化效率；

领充新能源：液冷分布式储能系统采用SiC器件，峰值效率高达99％。

《2023碳化硅（SiC）产业调研白皮书》数据显示，近2年，光储充与SiC行业的合作互动也越来越紧密，新技术/新产品呈现增长趋势，光储充领域有望成为下一个活跃市场。


光储充市场有多大？

近年来，我国大功率充电技术如春笋般快速成长。刘永东透露，如今国内“千伏”高压架构核心部件产业链已经完善，预计今年底将有超过十款车型展现出超充性能，同时满足超充需求的3C、4C电池已经投入商业化，1000V和大功率充电堆的充电桩开始规划建设，250kW-1MW的大功率充电设施也即将进入产业化阶段。

光储充一体化电站，如同一位聪明的能源管家，它不仅适用于大型集中式快充站、工商业园区、商用住宅等场所，通过巧妙地利用光伏发电和储能技术，优化能源配置，减少用电成本。在高速公路服务区及高速公路沿线建设光储充一体化电站也成为了新的发展趋势，充分利用现有的路侧空间来布置光伏发电和储能系统，为未来的绿色智慧交通发展提供了清洁的能源保障。

业内人士普遍认为，光储充一体化在农村市场有着广阔的前景。中国充电联盟公布的数据显示，截至2023年8月，全国充电基础设施累计数量已达到720.8万台，同比增加67%。这一完备的充电基础设施体系为新能源汽车在城市的快速发展提供了坚实的保障。然而，县级以下的公共桩数量仅占全国公共桩总数的10%，农村地区公共充电基础设施建设的不足已经成为了制约农村地区新能源汽车消费潜力释放的瓶颈。

据中研普华产业院研究报告《2023-2028年中国光储充一体化行业发展前景及投资趋势预测研究报告分析》显示：

光储充一体化，这个将光伏、储能与充电设施完美结合的模式，被视为解决新能源汽车与充电桩发展不平衡问题的理想方案。它就像一位精明的管家，通过储能电站与电网的协同供电，实现削峰填谷，有效解决光伏发电的间歇性和不稳定问题。同时，光伏、储能与充电设施形成的微网，可保持相对独立运行，更多地使用新能源，缓解充电桩对区域电网的冲击。并且，通过储能电池直接给动力电池充电，能源转换效率也得以提高。

目前，光储充一体化行业的基础阶段已基本成熟，配套设施趋于完善，但问题主要集中在运维和材料成本上。未来，这个行业可能会朝着更高转换效率、更高安全性、更高性价比的方向发展。虽然有众多企业涉足这个领域，但光储充一体化仍处在示范应用阶段，还没有进行到大面积商业化推广。有公司表示，虽然积极开展光伏发电项目的建设运营，但相关业务收入占公司总体营业收入比例不高，远非公司核心业务。也有公司称其光储充一体化业务占公司总体业务份额较低。

总体看来，我国光储充一体化仍处于发展初期，项目发展受限的主要原因在于成本偏高，建设成本高，投资回收期长，企业实现盈利较为困难。但无可否认的是，在未来，随着技术发展，组件成本进一步降低，商业模式更加成熟，在强有力政策指导和头部企业示范指引下，光储充一体化项目必将为国内企业带来更多发展机遇。

为了解决电动汽车补能痛点，大功率快充是大部分车企选择的路线，在800V平台的应用下，充电功率可以轻松超过200kW，而一些车型通过采用更高充电倍率的电池包，快充功率可以超过400kW。

于是，以往的120kW、180kW等规格的充电桩功率已经无法满足目前新能源汽车的需求，400kW以上的大功率充电桩，是目前行业的重要发展方向。

不过对于SiC的应用，威兆半导体产品总监陈银认为，由于技术上的一些难点，短期来看200kW内的充电桩SiC应用会相比400kW充电桩增速更快。

“400KW超大功率充电桩，是一个重要的产品发展方向。相信400KW会有厂商不断加入进来，但短时间内形成不了较大的市场规模，更多的是企业一个先进的技术研发实力和产品的展示。反而200KW以内的充电桩SIC的应用会越来越多，这主要基于效率和功率密度的提升需求考虑。”

据陈银介绍，400kW超大功率充电桩本身有一定的技术难度，例如如何提高桩的功率密度、内部散热如何处理、如何平衡充电站的波峰波谷等等一系列问题，与现在市面上快充桩不论是电路拓扑、热管理方式、功率器件的需求都有非常大的区别，并不是简单的功率提升；同时对车身上的充电管理和动力电池等部件而言，也需要专门的设计来匹配这么大的充电功率，这对成本和可靠性、寿命都带来非常大的挑战。

谈到SiC在充电桩上的应用情况，森国科总经理杨承晋在接受电子发烧友网采访时表示，现阶段SiC二极管的需求量较大，而使用SiC MOSFET+SiC二极管的“全碳化硅”充电桩方案也有在设计中。

“从今年的情况来看，随着SiC二极管的降本，SiC在充电桩产品上的应用渗透速度是加快了的。特别是在1200V等级下，SiC二极管的性价比已经追赶上同样是1200V的硅基二极管。”

据杨承晋介绍，硅基二极管与SiC二极管在650V规格下价格差距可能还比较大，但是目前大功率充电桩普遍采用高压小电流方案，电压达到800V甚至1000V。所以在充电桩中要提高耐压的话，需要用到2颗650V硅基二极管串联，但如果用SiC二极管，可以只需要一颗1200V的产品，性价比相对较高。

目前SiC MOSFET在充电桩上应用不多，不过杨承晋也提到公司的SiC MOSFET产品仍处于供不应求的阶段。

尽管SiC是有广阔的应用前景，但现阶段的市场上，新能源汽车中的主流功率器件依然是硅基的产品，充电桩同样如此。


“充电更快”带动功率器件市场

充电站建设中，主要成本来自充电桩硬件设备。具体拆分充电桩硬件设备，以常见功率120kW左右的直流充电桩为例，其设备构成包括充电模块、配电滤波设备、监控计费设备、电池维护设备等，充电模块占比最高达50%。

当前，新能源车主们对充电最大的诉求还是更快，这就对充电模块提出了相关要求。充电模块中的元器件主要包括功率器件、磁性元件、电容、PCB等。主要成本构成为：功率器件（30%）、磁性元件（25%）、电容（10%）、PCB（10%），其他如机箱风扇等占 15%。

不难看出，功率器件是实现电能转换的核心元件。新能源汽车的发展，对充电桩提出了高功率密度、大功率以及高效率等需求。在充电桩中，高压超级结MOSFET因其高效率低阻抗的特点成为快充主流选择，2025年全球直流桩SJ MOS 市场规模有望超20亿元。直流充电桩则通过自带的AC/DC充电模块将输入的交流电转为直流电，不通过OBC直接完成变压整流。超级结 MOSFET 因其更低的导通损耗、开关损耗、高可靠性、高功率密度，已成为主流的大功率充电桩功率器件应用产品。

据英飞凌统计，100kW的充电桩需要功率器件价值量在200-300美元，预计随着充电桩的不断建设，2025年全球直流桩超级结MOSFET市场规模有望超20亿元，将充分受益于充电桩的快速发展。

碳化硅材料在充电桩领域也越来越有潜力。市场竞争激烈导致对系统整体成本下降的要求，恶劣环境下（如高温高湿烟雾灰尘等）长时间工作导致可靠性问题，建设用地紧张导致对充电桩更高的功率密度要求，运营商因成本压力而提出越来越高的整机效率要求等等。面对这些技术挑战，越来越多的充电桩模块工程师开始寻求第三代功率半导体碳化硅解决方案，以实现使用更少的器件满足更大的单机容量要求。

此外，充电桩的一些新的技术方向，如大功率化（比如30kW及以上）以实现电动车的快速充电，双向充电功能以实现能量的回馈，更高更宽的输出电压范围（比如200V—750V甚至到1000V）以覆盖各种不同新能源车型电池等等，这些新的技术发展方向也给碳化硅半导体提供了巨大的应用机会。