机构：车用功率半导体市场有望翻三倍

2025 年是电力电子行业的转折点。尽管电动汽车（EV）销量增速放缓，但 IDTechEx 预测，到 2036 年，电动汽车电力电子市场规模将增至 420 亿美元，实现三倍增长。在 IDTechEx 的新报告《2026-2036 年电动汽车电力电子：技术、市场与预测》中，对这些趋势进行了分析，并据此预测了销量、市场规模及每千瓦美元成本。

尽管全球纯电动汽车（BEV）销量增速放缓，但其市场渗透率仍在持续提升。IDTechEx 认为，SiC MOSFET的增长潜力依然巨大 —— 插电式混合动力汽车（PHEV）牵引逆变器中SiC MOSFET的部署量增加，抵消了纯电动汽车增长放缓的影响。丰田（Toyota）、舍弗勒（Schaeffler）等主要原始设备制造商（OEM）和一级供应商，已宣布或公布了采用SiC MOSFET的插电式混合动力汽车传动系统细节。

这一现象也表明，SiC MOSFET正逐步走向市场成熟。即便汽车仅部分行驶周期为纯电模式、电池容量较小，企业仍选择在电动汽车中集成SiC MOSFET。尽管碳化硅逆变器需要重新设计，且Wolfspeed等器件供应商今年营收有所下降，但显而易见的是，与一年前相比，SiC MOSFET如今已成为更主流的电动汽车选择。

SiC MOSFET总成本下降的主要推动力，是碳化硅晶圆供应商竞争加剧 —— 目前多家企业都在扩大碳化硅晶圆产能，其中不少企业专注于 200 毫米晶圆生产。碳化硅晶圆成本远高于硅（Si）产品，最高可占SiC MOSFET芯片总成本的一半。两年前，仅有Wolfspeed和Coherent具备规模化生产 200 毫米碳化硅晶圆的能力。2025 年，沃尔夫斯 peed 向更广泛的市场开放了 200 毫米碳化硅晶圆供应；英飞凌（Infineon）也扩大了 200 毫米碳化硅晶圆产能，并在今年早些时候交付了基于其 200 毫米碳化硅平台的首批产品。与此同时，中国企业已完成碳化硅晶圆生产的验证并扩大产能，为小米、理想等国内原始设备制造商的供应链提供了更强支撑。

多年来，业界一直预测氮化镓（GaN）的材料特性将彻底改变电力转换领域。除了数据中心电源设备中氮化镓所引发的巨大热度外，汽车行业也不应被忽视 —— 它是氮化镓极具高增长潜力的市场。目前，氮化镓已应用于激光雷达（LiDAR）和低压直流 - 直流（DC-DC）转换器；而在长安启源 E07 的车载充电器（OBC）中，我们将首次看到氮化镓的应用。该车型预计于 2026 年上市，其车载充电器采用纳维达斯（Navitas）供应的氮化镓器件，功率密度表现亮眼。据官方数据，其功率密度可达 6 千瓦 / 升，远高于 IDTechEx 研究中现有车载充电器的水平 —— 目前行业内车载充电器的标准功率密度仅为 2 千瓦 / 升。

此外，还有多家企业正致力于研发采用氮化镓的牵引逆变器，涉及设计、控制及功率半导体等领域，包括VisIC Technologies、恩智浦（NXP）和Cambridge GaN Devices。尽管 IDTechEx 认为，这类产品的商业化部署时间将晚于车载充电器和直流 - 直流转换器，但未来十年内，氮化镓在性能和成本节省方面的优势，将推动其技术成熟度提升和市场活跃度增长。

混合逆变器是当下的热门话题，也是 IDTechEx 认为将推动宽带隙半导体（WBG）在电动汽车中应用的另一关键发展方向。通过将不同类型的晶体管（Si IGBT、SiC MOSFET、GaN HEMT）并联，可在优化全负载性能的同时，将成本降至最低。不过，这类逆变器面临栅极驱动器和负载平衡方面的挑战，且SiC MOSFET成本的快速下降，也可能成为其大规模应用的障碍。

若仅使用SiC MOSFET就能以具有竞争力的成本生产牵引逆变器，那么并联 IGBT 的复杂设计吸引力将会降低。但由于晶体生长所需温度不同，且生成的晶锭尺寸与硅材料存在差异，SiC MOSFET的成本不太可能与Si IGBT持平。

嵌入式功率模块是另一种提升功率密度的方式 —— 它将功率半导体芯片嵌入印刷电路板（PCB）中，无需引线键合，同时减少寄生参数和振铃现象。截至 2025 年 10 月，该技术尚未在量产公路车辆中大规模应用，但它将成为推动电力电子整体功率密度提升的又一趋势。

推荐阅读