《电动汽车电力电子技术及市场-2026版》
2026-03-01 09:30:04   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

Power Electronics for Electric Vehicles 2026

据麦姆斯咨询介绍，未来十年，电动汽车（EV）的需求将继续快速增长，而电动汽车电力电子（功率电子）市场的增长速度将更快。与内燃机汽车相比，为解决消费者对纯电动汽车（BEV）的担忧，汽车原始设备制造商正寻求提高续航里程以及加快充电速度的方法。除了电池和电机技术，宽禁带（WBG）半导体、碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）有望通过800V架构和显著的效率提升，取代现有的硅（Si）绝缘栅双极型晶体管（IGBT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），为电动汽车动力系统带来变革。

Si、SiC、GaN材料特性对比分析

英国知名研究公司IDTechEx在本报告中深入分析了宽禁带技术的增长潜力和未来趋势，从SiC MOSFET的快速规模化，到GaN逐渐在电动汽车电力电子市场站稳脚跟。本报告包含详细的技术及市场预测，并按逆变器、车载充电器（OBC）和DC-DC转换器细分，全面分析了单位销量、功率（千兆瓦）和市场规模（美元）。

IDTechEx对采用各种半导体技术的牵引逆变器进行了对比分析，箭头指示了未来发展趋势

碳化硅（SiC）供应链

SiC拥有从原材料到晶圆、再到加工技术和器件封装的成熟供应链。然而，这并不意味着SiC供应链就没有发展空间。SiC晶圆供应领域此前由美国公司主导，原始设备制造商正寻求多渠道采购SiC，以保障供应并控制成本。过去一年，多家中国企业进入SiC晶圆市场，并在扩大8英寸晶圆的产能。从6英寸到8英寸SiC晶圆的过渡将显著提升产能，这对汽车行业至关重要。此外，SiC供应链的全球化进程正在推进，欧洲和亚洲的企业都在扩大晶圆业务。

尽管过去5年来价格大幅下降，SiC MOSFET的价格仍将高于Si IGBT。这主要是由于基础设施要求、SiC晶圆更高的价格以及高能耗的加工步骤所致。本报告对电动汽车SiC MOSFET的应用进行了成本分析，考察了其在器件层面和车辆层面的影响。领先的半导体和汽车Tier-1供应商，以及比亚迪、梅赛德斯等汽车原始设备制造商，已开始进行垂直整合，以加强对供应链（原材料、晶锭、晶圆加工、封装和系统设计）的控制。原始设备制造商正与汽车半导体供应商合作，以充分发挥其动力系统的性能。

各类材料的开关损耗分析

电动汽车市场SiC MOSFET的应用

近20年来，Si IGBT一直是牵引逆变器的唯一选择，同时Si MOSFET和二极管则用于车载充电器和DC-DC转换器。事实证明，它们在逆变器的中高功率水平下表现可靠，然而当前一代电动汽车正转向SiC MOSFET，其市场份额的增长势头将持续，IDTechEx预测，到2035年，SiC MOSFET将占据电动汽车逆变器市场的大部分份额。与Si IGBT相比，SiC MOSFET具有多项理想特性，包括高温下工作、导热性更高、开关速度快5倍（这可能使电动汽车续航里程增加7%），以及芯片尺寸小20%、整体外形更小，从而节省重量和体积。过去10年，SiC MOSFET技术取得了巨大进步，以解决供应链、热管理和可靠性方面的问题，本报告对此进行了详细分析。

逆变器市场份额预测：SiC MOSFET将继续抢占市场份额，其中1200V MOSFET将助力800V架构的实现；GaN最终将进入牵引逆变器市场，并在2026年前成为该市场的重要组成部分。

OBC和DC-DC转换器的功率比逆变器低一个数量级，但SiC MOSFET的优势依然存在，包括更高的功率密度、更低的损耗以及车辆续航里程的小幅增加。此外，OBC中的SiC能够实现更快的充电速度，而在DC-DC转换器中，它能更高效地向低压电池传输电力，从而降低电动汽车中高功耗辅助设备（信息娱乐系统、动力转向系统、前大灯）的能耗。这推动了SiC MOSFET在OBC和DC-DC转换器中的应用，而且较低的功率需求意味着，GaN进入该市场的时间将早于进入逆变器市场。

面向汽车应用的氮化镓（GaN）技术

GaN HEMT和FET在汽车半导体市场占有一席之地，其地位的重要程度取决于能否通过技术开发，充分发挥这种材料的潜力——其功率转换效率比SiC更高。目前，市场上的大多数GaN器件电压限制在650V，并且采用横向结构。为了充分释放汽车用GaN的潜力，需要采取有效措施使其能在更高电压下运行，尤其是在800V架构获得主流市场份额的情况下。无论是通过工程技术的改进还是器件层面的优化，本报告分析了GaN在汽车行业实现其潜力的多种途径。本报告还探讨了GaN-on-Si器件的替代方案，并对相关企业进行了分析。本报告包含对电动汽车GaN的10年期预测，预计其在OBC和DC-DC转换器领域将取得重大进展，而逆变器领域的突破将随后而至。

8英寸SiC晶圆的全球产能

电力电子创新

尽管器件层面的改进仍在继续，但原始设备制造商和Tier-1供应商仍在努力提升电动汽车的性能。主要目标包括减小布线尺寸、降低无源器件成本，以及研究更高效的冷却方法。动力总成中电力电子器件的集成是电动汽车的一个关键增长领域，其目的是在最大限度提高性能的同时降低成本。IDTechEx研究了该领域现有的市场解决方案和有源器件。集成程度差异很大，从机械集成到电子集成各异，并且有可能将所有电力电子器件整合到一个单元中。其他创新包括采用混合开关逆变器、单级OBC，以及将电力电子器件直接集成到高压电池中。

若需要《电动汽车电力电子技术及市场-2026版》报告样刊，请联系麦姆斯咨询王懿，邮箱：wangyi#memsconsulting.com（#换成@）；电话：17898818163。