车用功率半导体SiC、GaN，十年内预估成长三倍

随着电动车市场的持续扩大，产品竞争日益激烈，高阶功率半导体在车款中的应用愈发广泛。据分析机构预测，至2036年前，车用功率半导体市场规模将增长三倍，达到420亿美元。这一增长主要得益于碳化矽（SiC）与氮化镓（GaN）的广泛应用。

三年前，电动车采用SiC MOSFET（场效电晶体）尚可作为宣传卖点，但如今，使用SiC的纯电动车已比比皆是，甚至连插电混动车（PHEV）也开始采用。丰田（Toyota）和舍弗勒（Schaeffler）均宣布推出油电车用的SiC MOSFET。这标志着碳化矽技术已进入成熟阶段。由于晶圆供应竞争激烈，众多公司已扩大量产200毫米的碳化矽晶圆。Wolfspeed和英飞凌（Infineon）已开始量产，并成为小米、理想等中国车厂的供应商，推动碳化矽成为市场主流选项，即便是纯电里程不高的油电车也选用SiC，足见其成熟度。

紧随碳化矽之后，氮化镓（GaN）也备受关注。氮化镓以其高功率、高电压特性，准备在电动车市场上大展身手。中国长安汽车预计在2027年推出搭载氮化镓车载充电器的新车，由Navitas供应元件，功率密度达到每公升6 kW，远高于目前主流车载充电器每公升2 kW的水平。换言之，在体积相同的情况下，充电功率有望翻倍提升。

IDTechEX分析师认为，氮化镓初期主要应用于车载充电和直流变压器，随后包括恩智浦（NXP）、VisIC等厂商正在开发氮化镓驱动逆变器，有望取代部分矽基逆变器和SiC逆变器。

考虑到成本、开发时程和量产规模等因素，未来几年内，预计将看到更多混合配置的功率半导体组合，如Si IGBT、SiC MOSFET和GaN HEMT并联，以兼顾成本并满足不同负载需求。在成本考量不那么敏感的产品上，全面采用碳化矽逆变器是最合理高效的选项。在GaN获得更具体商业应用前，SiC的大量增长似乎是可以预期的趋势。

此外，据相关数据显示，全球电动车市场对高阶功率半导体的需求持续攀升，碳化矽和氮化镓技术的不断成熟和应用，将进一步推动电动车性能的提升和成本的降低。各大车厂和半导体厂商的积极布局，预示着未来电动车市场将迎来更加激烈的竞争和技术革新。