充电桩充电模块的核心功率器件(如IGBT)此前长期依赖进口,高端产品主要由英飞凌、ABB、三菱、西门康、东芝、富士等海外厂商主导。在国产替代进程中,IGBT 环节已有国内厂商布局并逐步切入,而碳化硅(SiC)器件因技术门槛更高,国产化率仍处于较低水平,是当前自主可控攻坚的关键环节。

功率器件:模块价值核心与国产化现状

充电模块是直流充电桩中价值量最大的部件,其内部细分元器件中,功率器件与电感电容合计占充电模块价值量的六成以上。功率器件(以 IGBT 为主)直接决定了模块的转换效率与可靠性,因此成为国产替代的焦点。

从产业链分工看,充电模块厂商(如英飞源、优优绿能、通合科技、盛弘股份等)的核心壁垒并不在功率器件本身,而在于模块的稳定性与可靠性——这也是部分客户采购整桩时指定使用第三方模块的原因。而功率器件环节,高端 IGBT 仍以海外品牌为主,国产厂商在车规级、高功率密度场景的渗透率正在逐步提升。

碳化硅:大功率趋势下的标配与瓶颈

充电模块正向大功率方向演进,模块单体功率已从早期的 7.5kW 提升至 30-40kW 级别。功率进一步上探后,液冷与碳化硅器件成为标配,但这也带来成本上升。碳化硅相较于传统 IGBT 在高频、高温场景下优势明显,是支撑大功率模块效率的关键。

目前碳化硅器件的国产化率仍较低,主要受制于衬底材料、制造工艺与良率等环节。国内功率器件厂商在 IGBT 领域已实现一定突破,但碳化硅环节仍处于追赶阶段,距离大规模替代海外供应商尚有距离。这一瓶颈既是挑战,也是国产功率半导体厂商的增量空间所在。

常见问题

充电模块厂商是否自研功率器件?

不普遍。充电模块厂商的核心竞争力在于系统设计与可靠性验证,功率器件(IGBT、碳化硅等)多为外采。以炬华科技为例,其向美国充电企业供货的模块中,一部分自制、一部分外采自永联,体现了模块环节分工协作的典型模式。

国产 IGBT 在充电桩领域的进展如何?

国内功率器件厂商已在 IGBT 环节实现一定突破,部分模块厂商开始导入国产器件以提升供应链自主性。但高端、高可靠性场景下,海外品牌仍占据主导地位,国产替代呈现“中低端加速、高端攻坚”的梯度推进特征

碳化硅器件的国产替代处于什么阶段?

碳化硅器件国产化率仍较低,目前处于从验证导入到小批量应用的早期阶段。随着大功率充电模块对碳化硅需求上升,国内厂商在材料、设计、制造环节的投入持续加大,但距离全面替代海外供应商仍需时间,建议关注后续产业链配套能力的实际进展。