車用功率半導體SiC、GaN，十年內預估成長三倍

隨著電動車市場的持續擴大，產品競爭日益激烈，高階功率半導體在車款中的應用愈發廣泛。據分析機構預測，至2036年前，車用功率半導體市場規模將增長三倍，達到420億美元。這一增長主要得益于碳化矽（SiC）與氮化鎵（GaN）的廣泛應用。

三年前，電動車采用SiC MOSFET（場效電晶體）尚可作為宣傳賣點，但如今，使用SiC的純電動車已比比皆是，甚至連插電混動車（PHEV）也開始采用。豐田（Toyota）和舍弗勒（Schaeffler）均宣布推出油電車用的SiC MOSFET。這標志著碳化矽技術已進入成熟階段。由于晶圓供應競爭激烈，眾多公司已擴大量產200毫米的碳化矽晶圓。Wolfspeed和英飛凌（Infineon）已開始量產，并成為小米、理想等中國車廠的供應商，推動碳化矽成為市場主流選項，即便是純電里程不高的油電車也選用SiC，足見其成熟度。

緊隨碳化矽之后，氮化鎵（GaN）也備受關注。氮化鎵以其高功率、高電壓特性，準備在電動車市場上大展身手。中國長安汽車預計在2027年推出搭載氮化鎵車載充電器的新車，由Navitas供應元件，功率密度達到每公升6 kW，遠高于目前主流車載充電器每公升2 kW的水平。換言之，在體積相同的情況下，充電功率有望翻倍提升。

IDTechEX分析師認為，氮化鎵初期主要應用于車載充電和直流變壓器，隨后包括恩智浦（NXP）、VisIC等廠商正在開發氮化鎵驅動逆變器，有望取代部分矽基逆變器和SiC逆變器。

考慮到成本、開發時程和量產規模等因素，未來幾年內，預計將看到更多混合配置的功率半導體組合，如Si IGBT、SiC MOSFET和GaN HEMT并聯，以兼顧成本并滿足不同負載需求。在成本考量不那么敏感的產品上，全面采用碳化矽逆變器是最合理高效的選項。在GaN獲得更具體商業應用前，SiC的大量增長似乎是可以預期的趨勢。

此外，據相關數據顯示，全球電動車市場對高階功率半導體的需求持續攀升，碳化矽和氮化鎵技術的不斷成熟和應用，將進一步推動電動車性能的提升和成本的降低。各大車廠和半導體廠商的積極布局，預示著未來電動車市場將迎來更加激烈的競爭和技術革新。