文｜汽車預(yù)言家
路特斯怎么也沒想到，Eletre因?yàn)樘蓟琛皵喙背霈F(xiàn)的交付震蕩，卻意外將電動汽車“真、偽800V平臺”的羅生門給推開了。
「別的車不斷供，你們的零部件為什么斷供？」
路特斯的車主APP中，車主們的「質(zhì)疑聲」一個接一個。先是車主“皮特徐”自發(fā)帖：自己訂購的ELETRE出現(xiàn)交付期延長。被官方工作人員告知：由于排產(chǎn)原因?qū)е庐a(chǎn)品無法如期交付。再是有車主挖到斷供的原因：ELETRE 800V架構(gòu)中的核心組件“碳化硅”在上游產(chǎn)能不足導(dǎo)致產(chǎn)品無法如期下線。
盡管路特斯的客服與技術(shù)專家一再努力回答群里眾車主不斷拋出的問題，卻還是無法對車主如泉水拋出的質(zhì)疑面面俱到。直到在看到那條「比亞迪、小鵬、阿維塔都是800V的車，給人家供貨，不給路特斯供貨，分不清貴賤的供應(yīng)商真是說不過去」的評論，路特斯售后客服李科簡直要被懟哭了。
從4月開始，在路特斯的車主群里，因?yàn)榻桓秵栴}，時有人喊著“要退款”，也有人喊著“再等等”。面對訂單如今也提示延期，皮特徐的手指在路特斯車主APP界面上徘徊了一遭，但還是選擇關(guān)掉了界面，盡管還有些疑問，但他還是想再等等看，因?yàn)槁蓭煶錾淼钠ぬ匦焓莻€“邏輯控”，在關(guān)注800V和碳化硅以后，他還有些問題沒有搞懂。
從2019年，自保時捷推出首臺采用800V高壓平臺的純電動車Taycan后，電動車800V概念似雨后春筍般在電動車市場涌現(xiàn)。這讓從開始下訂ELETRE的皮特徐一直不解，原來以為可能要上百萬產(chǎn)品的技術(shù)亮點(diǎn)，怎么這么快就在幾十萬的電動車上普及了？
為了確認(rèn)自己選擇產(chǎn)品具有“技術(shù)優(yōu)先性”的皮特徐在訂車后的2個月里，一直關(guān)注社交群里看別人有關(guān)800V高壓平臺的討論，聽很多已經(jīng)購買不同產(chǎn)品的車主探討有關(guān)800v平臺充電速度與實(shí)際加速快慢的問題。
這期間。皮特徐了解到，電動車企業(yè)青睞800V高壓平臺的核心好處主要有兩個：
1、可以降低電動車的能耗，增加續(xù)航能力；
2、配合大功率充電樁，縮短充電時間，讓車更快充滿電。
同時也明白了800V高壓平臺與碳化硅的關(guān)系即：800V架構(gòu)通過搭載碳化硅功率元件，可以讓電機(jī)實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的動力輸出，同時保持更持久的大功率輸出。
順藤摸瓜皮特徐還得知，自2年前電動車市場進(jìn)入800V平臺的市場元年，碳化硅的應(yīng)用和發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入革命性時代，只不過碳化硅功率元器件市場需求的爆發(fā)其實(shí)更早，尤其是碳化硅供應(yīng)鏈出現(xiàn)全球性短缺，并非今天才面臨的問題。
這些信息也讓他更疑惑：上游原材料市場緊張情況很早，且路特斯已經(jīng)出現(xiàn)斷供，為什么其他電動車品牌卻能交付？這些品牌難道不知道碳化硅產(chǎn)量有限？眼下大多數(shù)800V產(chǎn)品的碳化硅是從哪來的？同樣都是800V，各家的產(chǎn)品到底有什么不一樣？
只是求知心切的皮特徐沒想到，自己對斷供事件的盤根問底卻意外挖出一個不被人知的行業(yè)亂象。
1、碳化硅短缺是常規(guī)現(xiàn)象
「在沒做足功課之前，還以為碳化硅是因?yàn)殡妱悠嚐岵艧崞饋淼?。」皮特徐開玩笑說道：如果早兩年知道碳化硅的趨勢，我的自選股里一定要加幾只相關(guān)行業(yè)的股票，那樣的話用不了1年，我買車的錢早賺回來了。
有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2025年全球電動車市場對碳化硅晶圓需求會達(dá)到169萬片，市場規(guī)模將達(dá) 15億美元，2019-2025 年間的復(fù)合年增率 (CAGR) 為 38%。是資本市場眼中名副其實(shí)的高增長行業(yè)。
作為硬度僅次于金剛石，且耐高壓、高溫的極具發(fā)展?jié)摿Φ母哂泊嘈园雽?dǎo)體材料「碳化硅」其實(shí)無需新能源汽車的催化，在光伏、風(fēng)電、軌交電網(wǎng)等領(lǐng)域也早就火出邊界了。
考慮不同的特點(diǎn)屬性，碳化硅在不同市場領(lǐng)域中的用途也不盡相同。在航空航天、軍工、醫(yī)療、數(shù)字集成電路等領(lǐng)域，碳化硅都有獨(dú)特的用途。例如性能剎車片、發(fā)動機(jī)葉片、著陸齒輪箱和機(jī)身結(jié)構(gòu)的材料里都離不開碳化硅材料。
在新能源汽車領(lǐng)域，目前行業(yè)所提的碳化硅主要是碳化硅芯片，主要包括MOSFET芯片、Schottky Barrier Diode芯片、IGBT芯片三種。
在800V高壓平臺中涉及的主要是碳化硅基 MOSFET也是目前行業(yè)中相對稀缺的碳化硅。
2018 年，當(dāng)特斯拉率先在 Model3 上應(yīng)用碳化硅材料后?！禛aN 世界》的一篇報道曾指出一個問題：按照平均2輛Tesla的純電動車就需要一片6英寸碳化硅晶圓的速度計算，2022年特斯拉需要46萬片。
但從當(dāng)時實(shí)際數(shù)據(jù)看，2021年全球碳化硅晶圓總年產(chǎn)能僅在40萬-60萬片，結(jié)合業(yè)內(nèi)良率平均約50%估算，當(dāng)年碳化硅晶圓全球有效產(chǎn)能僅20萬-30萬片。意味著全世界的產(chǎn)能，都滿足不了特斯拉一家電動汽車的使用量。
可是在特斯拉的帶動下，很多電動汽車廠商紛紛盯上了碳化硅 MOS的應(yīng)用。這其中不乏很多國內(nèi)車企，包括比亞迪的漢EV的搭載；小鵬G9的800V高壓碳化硅平臺；吉利旗下威睿電動汽車技術(shù)有限公司發(fā)布600kw超充技術(shù)，也在使用碳化硅相關(guān)器件……
于是2020年前后，新能源對碳化硅的追捧迎來高潮。
但有一個現(xiàn)實(shí)情況，到2022年時，特斯拉的全球銷量超過了100萬輛，意味著全球碳化硅晶圓總年產(chǎn)能如果不出現(xiàn)爆發(fā)式增長，原則上是根本無法滿足更多跟進(jìn)使用碳化硅的車企需求的。
在預(yù)判這樣的訴求后，包括Wolfspeed、天科合達(dá)在內(nèi)的多家碳化硅龍頭大廠紛紛宣布擴(kuò)產(chǎn)，但即便如此，到2025年，碳化硅產(chǎn)能也只是有望在先前的基礎(chǔ)上再提升2倍。且僅限于上游的碳化硅晶片，如果落到下游的碳化硅功率器件上，這個數(shù)字還會再減少。
可見碳化硅在高壓純電平臺產(chǎn)能不足的問題根本無法回避。
最關(guān)鍵的是，國內(nèi)碳化硅的良率很低，目前國際龍頭企業(yè)Cree、Ⅱ-Ⅵ 的良品率大約在60%~70%，而國內(nèi)企業(yè)的良品率只有40%左右。而且主要集中在2-4 寸或許比較容易的晶體，對于6寸的切割會出現(xiàn)翹曲度等系列問題，目前國內(nèi)整個碳化硅產(chǎn)業(yè)仍處在起步階段。
盡管國內(nèi)芯片廠商包括東尼電子、天岳先進(jìn)、天富能源、宇晶股份、甘化科工等國內(nèi)“碳化硅材料”龍頭企業(yè)也在進(jìn)行相關(guān)布局，但國內(nèi)碳化硅的長晶速度慢，與硅基長晶差幾十倍，生長效率低，溫度也高，技術(shù)門檻高，國內(nèi)碳化硅芯片在實(shí)際產(chǎn)品質(zhì)量上相比國際產(chǎn)品在產(chǎn)能和質(zhì)量都有巨大的提升空間。
有資料顯示：英飛凌、意法、安森美、羅姆、狼速、三菱六家外企就占據(jù)全球99%碳化硅的市場份額。
市場缺口大，參與者眾多，但目前全球碳化硅的整體年產(chǎn)能也不過40-50萬片，覆蓋產(chǎn)品總量不超過100萬臺，這就決定了在未來三年乃至十年的時間中，碳化硅短缺都是一個常規(guī)現(xiàn)象。
也正因如此，馬斯克才表示下一代平臺會減少75%的碳化硅使用，以降低成本方面的使用。
2、真假800V的技術(shù)之爭
在第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，碳化硅可謂一片難求。為何在需求量不斷增大的國內(nèi)新能源汽車市場中，在已經(jīng)布局800V架構(gòu)的企業(yè)口中卻很難聽到碳化硅“短缺”的消息。
對于一輛新能源汽車來說，碳化硅的應(yīng)用集中在充電樁、車載充電機(jī)、電驅(qū)系統(tǒng)三部分。
作為一款功率器件，碳化硅比起傳統(tǒng)的半導(dǎo)體硅材料，可以在更高的電壓、頻率和溫度下工作。因此在高壓快充之下，碳化硅原則上更適合650伏以上電壓充電。
但目前在行業(yè)的約定俗成中，800V高壓平臺卻不是嚴(yán)格意義上的數(shù)字標(biāo)尺，尤其是在新能源汽車充電領(lǐng)域中，800V高壓系統(tǒng)通指整車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍達(dá)到550至930V的系統(tǒng)，統(tǒng)稱800V系統(tǒng)。
因此很多車企，在宣揚(yáng)自己800V產(chǎn)品的時候，實(shí)際上都只是鉆了800V產(chǎn)品的空子。（這里不提名批評）
目前，市場中有很大一部分標(biāo)榜著800V架構(gòu)平臺的電動汽車，雖然頂著800V高壓系統(tǒng)的名號，但只是通過線路改變，元器件的增加進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，并沒有基于800V高壓系統(tǒng)進(jìn)行整體的研發(fā)設(shè)計，因此也就沒有用碳化硅明確代替?zhèn)鹘y(tǒng)硅基材料的必要。
例如目前業(yè)內(nèi)某量產(chǎn)產(chǎn)品在整車不同區(qū)域進(jìn)行了包括800V（動力電池）、400V、48V和12V（LFP電池）的模塊化應(yīng)用，這種情況下，雖然是名義上800v架構(gòu)，但卻可以極大省略碳化硅的應(yīng)用。
也就是目前內(nèi)普遍所稱的“偽800V產(chǎn)品”。
此外，從量產(chǎn)時間來看，目前各大車企基于800V系統(tǒng)的新車將于明后年陸續(xù)上市，真正800V的產(chǎn)品大年預(yù)計要到2024年才問世，因此，終端市場實(shí)際對800V的接受程度，遠(yuǎn)未到實(shí)際交付，所謂眾多800V產(chǎn)品尚處在“吆喝”階段。
不久前，在騰勢新品上市，比亞迪就意識到行業(yè)中有企業(yè)存在“偽800v”的這個問題，品牌代表及發(fā)言人甚至現(xiàn)場表示“有些企業(yè)聲稱采用800V充電技術(shù)，但實(shí)際上只能在峰值時刻達(dá)到高功率充電，持續(xù)時間很短，真正達(dá)到800V電壓可能只有5至10分鐘”。
只不過比亞迪為騰勢N7配備了所謂“雙槍快充技術(shù)”，也就是再加一支充電器來彌補(bǔ)。這種五十步笑百步的做法，間接佐證比亞迪自己其實(shí)也存在沒有配備高規(guī)格碳化硅的可能。
事實(shí)上，在真正800V甚至更高水平的平臺上，一輛電動汽車的高壓元器件標(biāo)準(zhǔn)必須提升，這其中包括逆變器、電驅(qū)系統(tǒng)、電能轉(zhuǎn)換等在內(nèi)的強(qiáng)電鏈路，都需要從傳統(tǒng)的硅基產(chǎn)品均換成碳化硅器件。因此也間接決定，正向800V高壓純電產(chǎn)品及充電設(shè)備的碳化硅用量只增不減。
此外，碳化硅在新能源汽車中的采購價值要遠(yuǎn)比我們想象的大很多。據(jù)了解，一輛電動汽車用到的碳化硅半導(dǎo)體器件價值約在1500-2000美元之間，而傳統(tǒng)的硅基材料則只需要500美元左右，成本差距在2-4倍。
為了規(guī)避成本問題，很多新能源汽車產(chǎn)品不得不采用國產(chǎn)或自研的碳化硅材料。例如比亞迪漢 EV就使用了自主研發(fā)并制造的控制模塊，在電機(jī)驅(qū)動器和快速充電器中，優(yōu)先改善驅(qū)動器和充電器的效率問題。小鵬旗下G9則采用了自家投資的上海瞻芯電子科技有限公司旗下的碳化硅器件，受制于技術(shù)限制，國產(chǎn)碳化硅芯片相比國際主流芯片，存在問題解決不徹底的同時也暴露出其可靠性與耐久性缺乏有效驗(yàn)證。
這種情況也間接也從另一個層面證實(shí)，800V特高壓電車的成本的門檻，不僅眼下，未來很長一段時間都會擋住部分車企無法將高質(zhì)量碳化硅上車。也間接表明真正打造800V高壓平臺產(chǎn)品，未來只會在高價值產(chǎn)品中小范圍鋪開。
3、是技術(shù)路特斯 還是“方腦袋”路特斯？
不僅是車主，很多人都不解，既然眼下市場中不乏渾水摸魚者，為什么路特斯卻“偏向險種行”不選中庸之道，反而青睞有“斷供風(fēng)險”的高品質(zhì)碳化硅？
事實(shí)上，這與其品牌定位與初期產(chǎn)品設(shè)定的邏輯有很大關(guān)系。作為超跑品牌，打造性能電動車，路特斯的800V高壓系統(tǒng)不僅要滿足電池快速充放電的需要，還需要包含所有用電零部件的額定工作電壓都可以達(dá)到800V左右的水平。
這就間接決定Eletre必須作為目前所有量產(chǎn)產(chǎn)品中，做最大程度上適配800V高壓充電，且無需增加多余的元器件的“真800V”產(chǎn)品。
在這套正向800V架構(gòu)體系下，搭配高性能碳化硅芯片能讓車輛的實(shí)現(xiàn)峰值功率230KW，將逆變器峰值電流提升495A，以最大限度保證車輛的強(qiáng)勁動力和優(yōu)異加速性能。
而這套采用碳化硅技術(shù)的800V逆變器，雖然成本高，但卻能夠充分利用碳化硅自身的特性（例如在高溫和高壓下穩(wěn)定、出色的性能），讓組件更輕、更小、更高效。
在配備碳化硅模塊的高功率密度和突出冷卻效果下，模塊本身也擁有是目前業(yè)內(nèi)相同規(guī)格下最強(qiáng)的電流能力。簡單說，路特斯想做“最速純電SUV”，ELETRE就無法脫離高品質(zhì)碳化硅做支撐。
此外，為了確保最大限度追求“極速”，路特斯對高品質(zhì)碳化硅的需要還會更旺盛。有知情人透露：路特斯后續(xù)的SIC產(chǎn)品會繼續(xù)往高效率和更優(yōu)異的出流能力方向發(fā)展，其下一代的SIC平臺產(chǎn)品WLTC效率還能在原有基礎(chǔ)上再做3%以上的提升，其總電流超過600A。
上述人士還透露，目前路特斯碳化硅模塊供應(yīng)來自丹麥，該公司的高質(zhì)模塊不僅是目前市面上最成熟的產(chǎn)品，也是斯達(dá)、BYD、基本半導(dǎo)體、中車等公司學(xué)習(xí)模仿的“技術(shù)范本”，Wolfspeed提供晶元，受成本制約，目前國內(nèi)尚無一家車企對該型號高質(zhì)碳化硅有集采訴求。
而這款在目前市場中，不僅具有高功率密度、高壽命、高可靠性的碳化硅體，還可實(shí)現(xiàn)高散熱效率的供應(yīng)件，其出流能力超過目前同規(guī)格10%。但由于同品可替代性低，也就間接意味斷供風(fēng)險更大。但也倒逼路特斯把“追求極致”與“交付效率”這道選擇題上，答成一道成先滿足前者，再快速解決后者的排序題。
作為天生技術(shù)與速度“控”，路特斯顯然清楚產(chǎn)品品質(zhì)與產(chǎn)品力的真實(shí)價值到底意味著什么。
此前保時捷Taycan在空調(diào)壓縮機(jī)上，使用400V電壓，配備DCDC轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)切換。就被消費(fèi)者質(zhì)疑：只改變線路，元器件的增加進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，不做整體的研發(fā)設(shè)計，存在技術(shù)欺騙嫌疑。這種對品牌帶來傷害無疑是致命的，面對不得已的延期，只是讓用戶“延遲滿足”的問題下，在堅(jiān)持長期主義經(jīng)營邏輯下的路特斯，延期也只能是一種無奈的被迫之舉。
只是路特斯怎么也沒想到，原本只是自己對技術(shù)的執(zhí)拗與堅(jiān)守，卻意外將一個行業(yè)亂象公之于眾。