特斯拉Model 3/Y所采用的是TPAK碳化矽MOSFET子產品，該子產品的優秀設計使其成為一款不錯的通用高壓大功率封裝。本文就從這款碳化矽子產品展開來談談筆者觀察到的特斯拉核心功率晶片選型政策。
TPAK
TPAK不包括引腳的塑封部分尺寸為20mm x 28mm x 4mm，其中不僅可以裝入碳化矽MOSFET裸晶片，還可以選擇IGBT或者氮化镓HEMT作為其核心晶片。這意味着TPAK不僅可以作為一款高性能的碳化矽驅動子產品，還可以成為一款高成本效益的IGBT功率子產品，甚至在車規大功率氮化镓技術成熟後，無縫接入氮化镓裸晶片成為高頻功率開關器件。
TPAK外觀。此版本由意法半導體生産（來源：System Plus Consulting）
同時，結合浸淫多年的多管并聯技術，特斯拉可以在其電動汽車驅動系統中，按照不同的功率等級選擇不同數量的TPAK并聯，并根據不同的效率和成本要求選擇碳化矽MOSFET或者IGBT作為TPAK核心晶片。與此同時，因為都是同一種封裝，特斯拉僅需在外部電路、機械結構和散熱設計僅需小幅改動的情況下，即可滿足各種各樣的電動車驅動需求，這大大增加了設計彈性。
例如，在理想情況下，雙電機版本的特斯拉電動車可以選用多個碳化矽TPAK并聯驅動主電機，滿足大部分工況下的性能和效率要求。而另一電機則可選用較少數量并聯的碳化矽版本或者IGBT版本TPAK，以實作在一定成本控制下的四驅或加速要求。亦或在未來采用氮化镓+碳化矽或者氮化镓+IGBT的方案。
4個TPAK SiC并聯的Model 3逆變器（來源：Munro & Associates）
不僅如此，TPAK中的每種裸片還可以從不同的晶片供應商處采購，建立二供乃至多供體系。除了官宣的意法半導體外，特斯拉還和業内幾乎所有耳熟能詳的功率半導體頭部供應商進行深度合作——特斯拉提供技術規格以及應用場景下的各類工況要求，晶片廠商拿出最好的功率半導體技術，為TPAK定制功率開關晶片。這樣做的好處是可以在多家供應商中優中選優，為特斯拉車型找到性能最好或者成本效益最高的晶片。
與此同時，特斯拉在其車型銷量增加時，可以通過多家供應商快速增加TPAK子產品的産能，而不用受限于單一供應商，這在Model 3/Y車型銷量較上一代Model S/X有了迅猛增長的情況下變得尤為重要。未來當特斯拉推出更為廉價銷量預期更高的Model 2，以及預定量超過百萬台的Cybertruck時，能夠在短時間内從多家半導體供應商處，獲得海量TPAK子產品供應将成為特斯拉供應鍊管理的重要一環。
誠然，如果整車廠采用HybiPACK 1或者Trac Direct （DC）等這類管腳相容子產品時，也可以得到類似的多供應商體系保證供應，但是這種子產品為先有子產品，後有逆變器系統，是以在某些規格上不同廠家不能做到100%相容。另外，該子產品為全橋設計（包含3個半橋），封裝成本固定，是以在改進為小電流版本子產品時，子產品總成本并不随電流規格同步降低，是以設計彈性不如TPAK。最後，作為一款公版設計的子產品，逆變器設計廠商并不能在子產品性能方面與采用同種子產品的競争對手區隔開來。
英飛淩和安森美的車規全橋IGBT子產品，兩者管腳相容但是在細微之處有差别（來源：英飛淩科技，安森美半導體）
綜上所述，在逆變器核心功率器件的選型上，特斯拉除了規定外形尺寸以及一些重要的封裝設計要求外（例如必須采用銀燒結技術），還深度參與了内部晶片的定義、設計以及測試。由此得到的TPAK子產品在滿足性能和系統設計要求的同時，實作了跨（晶片）廠商，跨（IGBT/SiC MOSFET/GaN HEMT）平台。
T2PAK
無獨有偶，除了TPAK外，特斯拉還在動力總成的另一核心部件PCS中也采用了相同的選型政策。
Model 3/Y的電源轉換系統（PCS，Power Conversion System）包含車載充電機OBC和高壓-12V DC/DC兩個部分，用于從電網給主電池包充電，以及主電池包與12V電池之間的能量交換。PCS中有40片以上的T2PAK（2ndTesla Package），用于OBC中的PFC和DC/DC主次級側，以及高壓-12V DC/DC的高壓側。
特斯拉Model 3/Y電源轉換系統與Model S/X第三代車載充電機。可以看出核心功率器件的封裝從TO-247換成了T2PAK（來源：Phil Sadow/Ingineerix，Anner J. Bonilla）
作為一種高壓單管表貼封裝，T2PAK取代了前幾代Model S/X OBC中用到的TO-247封裝，包括TO-247-3，用于超結MOSFET，SiC MOSFET的三腳封裝，和TO-247-2，用于矽或碳化矽二極管的兩腳封裝。是以，T2PAK在PCS主電路闆上安裝更為簡單，可生産性好。所有T2PAK都通過導熱膏貼于水冷散熱闆上，較之前的散熱設計大大簡化。
根據目前能找到的拆機視訊，T2PAK至少有碳化矽二極管，以及超結MOSFET或碳化矽MOSFET幾種版本。同樣的，T2PAK用一種封裝實作了PCS中核心功率器件的跨平台和跨廠商選型，簡化了供應鍊。
PCS中标記為SiD600的T2PAK二極管（來源：Phil Sadow/Ingineerix）
當然，TPAK和T2PAK也非完美無缺，兩種器件的封裝都還有不少的改進空間。例如，TPAK可以采用類似丹佛斯DBB和賀利氏電子DTS的技術在子產品内部實作雙面燒結，達到更好的散熱性能和可靠性。
一些争議
一些讀者就特斯拉和比亞迪誰在動力總成硬體技術方面更強展開了熱烈的讨論。筆者與這兩家公司都長期合作過，可以說他們在電動汽車領域都是業内最優秀的公司之一。但是考慮到比亞迪和特斯拉所處的環境和國情不同，兩者的創業基因也有很大差異，單純比較兩者優劣就如果比較不同生态圈中的獅子和老虎一樣，很難判斷誰才是百獸之王。
特斯拉身處矽谷核心的Palo Alto，自Model S推出後就成為衆多半導體公司最為重要客戶之一，可以不受限制的采購到任何一家功率半導體頭部企業的尖端産品，是以特斯拉隻需專注于主業，集中資源投入整車層面和部分核心子系統的研發。
而比亞迪在開始做電動車時，國内車規功率半導體還未起步，在國外供應商眼中比亞迪也非最為重要的客戶，是以比亞迪不得不自己研發IGBT以及碳化矽MOSFET作為國外産品的補充和替代。這使得比亞迪在功率半導體的采購上獲得了一定的議價權，并且在外部供應短缺時有了備用方案，這在當今汽車電子缺芯的背景下優勢明顯。但是當比亞迪在汽車，半導體，锂電池等多個賽道都需要巨額投入，以此在技術和産能方面與對手競争的時候（例如锂電池領域的甯德時代），就會出現資源捉襟見肘的情況。預期比亞迪半導體這幾天的上會直至之後的上市将給比亞迪的碳化矽和IGBT研發和産能擴充注入一針強心針。
總而言之，在核心功率器件的選型政策上沒有一條放之四海而皆準的方法，企業需要根據公司具體情況和市場動态，決定采用完全自産，完全外購，還是類似特斯拉這樣的定制方案。