截至 2019 年底，全國新能源汽車保有量達到381萬輛，相比 2018 年增長 46.05%，其中純電動汽車保有量達 310 萬輛，占比 80%以上。隨著電動汽車市場份額的不斷擴大，車輛電動化會在交通方式的演變過程中起主導作用。

同時，我國對電動汽車行業持續出臺政策扶持，以及汽車產業在電動汽車業務上的擴大投入都表明：車輛電動化趨勢在未來很長一段時間內將保持強勁的增長態勢。

牽引逆變器是電動汽車動力總成系統的核心能源轉換單元，將動力電池輸出的直流電逆變為三相交流電驅動電機，同時在車輛制動時實現能量回饋。車輛的頻繁啟停導致逆變器中的功率半導體器件需要承受大幅溫度波動或機械振動帶來的應力沖擊。

為保障電動汽車的安全可靠運行，逆變器須在能夠應對高功率、大電流等極限工況和電磁兼容性挑戰的同時，還需兼顧使用壽命、可靠性及成本要求。

復雜、多變的運行工況(例如路面不平、坡道以及高溫、高濕等環境)以及大眾消費特點要求電動汽車需具備動力強、效率高和安全可靠等3 種屬性。

牽引逆變器的功率密度直接決定了電動汽車的動力輸出能力，由于牽引逆變器體積和母線電壓等級的限制，當前實現高功率密度均著眼于逆變器中功率半導體器件電流密度的提高。

1. 電動汽車續航能力的提升一方面需通過功率半導體器件的低功率損耗優化技術來提高牽引逆變器的能量轉換效率；另一方面，通過提高動力電池的電壓等級實現充電效率的提升，這對功率半導體器件耐壓等級提出了更高要求；同時，高溫漏電流會使芯片熱可靠性急劇下降，甚至導致功率半導體器件損壞，引發逆變器二次燒毀；

2. 而保障高溫工況下牽引逆變器的安全可靠性運行，一方面要求功率半導體模塊封裝具有良好的散熱能力；另一方面，要求通過功率半導體體結構優化技術，提高其耐高溫能力。

3. 最后，電動汽車直接關系人身安全，牽引逆變器的安全、可靠運行離不開傳感器對其運行狀態的精準監控以及輔助電路的保護作用，將傳感器或驅動/緩沖電路集成在功率半導體器件上或功率模塊內部，有利于進一步提高牽引逆變器的功率密度。目前，可用于車規級功率模塊的功率半導體器件，包括碳化硅基功率金屬氧化物半導體場效應晶體管 (metal oxide semiconductor field effect transistor，MOSFET)和硅基 IGBT。

雖然碳化硅(silicon carbide，SiC)器件具有大功率、耐高溫、損耗低及開關速度快等優勢；但其成本高，動態特性對封裝雜感參數敏感，缺少長期運行可靠性評估，并且微管缺陷(micropipe defect，MPD)、Bazel 平面缺陷(Bazel plane defect，BPD)等主要材料問題和柵極氧化層的工藝可靠性有待解決。同時，由于當前工藝限制，單個碳化硅芯片面積小，載流能力遠低于硅基 IGBT 芯片，因此需更多芯片并聯使用，而實現多個芯片間的均流以及低熱耦合是碳化硅逆變器設計中亟需解決的問題。

此外，傳統的封裝形式雜散電感大，封裝材料耐溫低，限制了碳化硅器件發揮其開關速度快和耐溫高的優勢。以上因素均在一定程度上制約了碳化硅器件在電動汽車領域的廣泛應用。

目前，市面上特斯拉的部分車型中已使用碳化硅器件，減輕了整車重量，且增加了續航里程。因此，可以預見，碳化硅器件今后將會和硅基器件長期并存互補，共同成為電動汽車領域的主流選擇，推動牽引逆變器向高功率密度、高效率等方向前進。