国产SiC单管B3M013C120Z光储应用替代英飞凌IGBT单管IKY140N120CH

国产SiC单管B3M013C120Z在光储应用上替代英飞凌进口IGBT单管IKY140N120CH7的核心原因分析

倾佳电子杨茜致力于推动国产SiC碳化硅模块在电力电子应用中全面取代进口IGBT模块，助力电力电子行业自主可控和产业升级！

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一、技术性能优势：SiC MOSFET全面超越IGBT

开关损耗显著降低

国产SiC MOSFET（B3M013C120Z）：

开关能量（Eon/Eoff）在800V/60A条件下分别为1110μJ和580μJ（25°C），高温（175°C）下仅970μJ/700μJ。

反向恢复电荷（Qrr）在高温下为1200nC，反向恢复时间（trr）仅34ns。

进口IGBT（IKY140N120CH7）：

开关能量（Eon/Eoff）在600V/140A条件下高达4.42mJ/8.45mJ（175°C），是SiC的4-12倍。

二极管反向恢复电荷（Qrr）在高温下为13.9μC，反向恢复时间（trr）长达187ns。结论：SiC单管B3M013C120Z开关损耗更低，适合高频应用，提升系统效率（典型效率提升0.5%-1%）。

高温性能更优

SiC单管B3M013C120Z：

导通电阻（RDS(on)）在175°C时仅增至24mΩ（从13.5mΩ），温升对性能影响小。

结温支持175°C，高温下损耗仍可控。

IGBT单管IKY140N120CH7：

饱和电压（VCEsat）在175°C时从1.7V增至2V，导通损耗显著增加。

高温下关断时间（t_off）从407ns劣化至504ns，开关损耗进一步恶化。结论：SiC单管B3M013C120Z更适合高温、高功率密度场景。

高频与功率密度优势

SiC单管B3M013C120Z支持40kHz以上高频开关，允许使用更小电感和电容，体积缩减15%-20%。

IGBT单管IKY140N120CH7因开关损耗高，通常限制在20kHz以下，需更大被动元件。

二、系统效率与成本对比

效率提升

以125KW/215KW储能PCS系统为例，采用SSiC单管B3M013C120Z可提升效率0.8%-1%。

全生命周期成本优化

尽管SiC单管初期成本已经和进口IGBT相当，但国产化后价格已接近进口IGBT（如B3M013C120Z与IKY140N120CH7单价相当）。

低损耗减少散热需求，散热系统成本降低30%；维护频率减少，投资回收周期缩短1-2年。

三、国产化与供应链优势

国产替代加速

BASiC通过特色IDM模式实现SiC全产业链布局，保障供应链安全，避免进口IGBT的供货风险（如国际物流延迟、技术封锁）。

B3M013C120Z适配光伏逆变器、储能变流器等严苛场景。

光储一体化项目对高效率器件的需求，进一步推动SiC渗透。

四、应用场景验证

光储逆变器：SiC的高频特性适配组串式逆变器，效率可达99%+，而IGBT方案效率通常低于98%。

工商业储能：SiC模块化设计功率密度提升25%，支持灵活部署。

电动汽车充电桩：SiC耐高压（适配800V平台）、低损耗特性，缩短充电时间20%。

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)。

总结

国产SiC单管B3M013C120Z凭借低开关损耗、高温稳定性、高频支持能力，在效率、功率密度和全生命周期成本上全面超越英飞凌进口IGBT IKY140N120CH7。叠加国产供应链保障和政策驱动，SiC在光储及储能领域已具备硬拼并替代IGBT的技术与商业化条件。未来随着6英寸晶圆量产，成本进一步下降，SiC将主导高压高功率应用市场。